[发明专利]导电高分子聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)的单体3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电高分子聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)的单体3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)的合成。 

背景技术

在3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)，外观为无色或淡黄色透明液体，CAS：126213-50-1，熔点10.5℃，沸点225℃(101.3kpa)。其主要用途是用于制备导电高分子聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)。聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)是一种新型的有机导电发光材料，具有以下优点：(1)导电率高(其最小表面电阻可达200Ω/cm 3)；(2)透明性好；(3)优异的热稳定性、光稳定性及抗水解性；(4)加工容易，是制备有机电致显示、太阳能电池、超级电容器塑料抗静电涂层、照明软片涂层、传感器、腐蚀保护等电子设备的理想材料，因此在众多领域均有着广泛的用途，由于其独特的电学和光学特性，市场需求逐年增长，因此研究单体3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)的制备显得尤为重要。 

关于单体3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)的制备，文献中已有许多报道。最后一步脱羧反应文献报道所需溶剂为二甲苯、喹啉、邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇等，本发明采用离子液体作脱羧溶剂，同样取得了较为理想结果，是一种较为绿色的合成3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)的方法，而且离子液体能够重复使用5次以上，产率未见明显下降。 

在与传统有机溶剂和电解质相比时，离子液体具有一系列突出的优点：(1)液态范围宽，从低于或接近室温到300摄氏度以上，有高的热稳定性和化学稳定性；(2)蒸汽压非常小，不挥发，在使用、储藏中不会蒸发散失，可以循环使用，消除了挥发性有机化合 物(VOCs，即volative organic compounds)环境污染问题，(3)电导率高，电化学窗口大，可作为许多物质电化学研究的电解液；(4)通过阴阳离子的设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性，并且其酸度可调至超酸。(4)具有较大的极性可调控性，粘度低，密度大，可以形成二相或多相体系，适合作分离溶剂或构成反应-分离耦合新体系；(5)对大量无机和有机物质都表现处良好的溶解能力，且具有溶剂和催化剂的双重功能，可以作为许多化学反应溶剂或催化活性载体。由于离子液体的这些特殊性质和表现，它被认为与超临界CO2，和双水相一起构成三大绿色溶剂，具有广阔的应用前景。 

离子液体的合成 

式中X为Cl、Br、I、PF₆和BF₄中的任意一种。 

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于克服上述不足，提供一种导电高分子聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)的单体3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)的合成方法，具有原料易得、成本较低、收率较高、操作简单、绿色合成等优点，适合于工业化生产的需要。 

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种导电高分子聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)的单体3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)的合成方法，所述3，4-乙烯二氧噻吩具有式(1)所示结构： 

其特征在于，其合成方法包括以下步骤： 

步骤一，将硫代二甘酸二甲酯与草酸二乙酯在甲醇钠/甲醇条件下进行缩合反应，反应结束后酸化、过滤、干燥，得到式(2)所示结构 的2，5-二甲酸二甲酯-3，4-二羟基噻吩： 

步骤二，将步骤一中得到的2，5-二甲酸二甲酯-3，4-二羟基噻吩与 

1，2-二氯乙烷，碳酸钾，相转移催化剂在合适的溶剂中反应，反应5结束后，回收溶剂，冷却后加水，抽滤，水洗，干燥，得到式(3) 

所示结构的醚化产物2，5-二甲酸二甲酯-3，4-乙烯二氧噻吩： 

步骤三，将步骤二中得到的2，5-二甲酸二甲酯-3，4-乙烯二氧噻吩与氢氧化钠水溶液反应，反应结束后，酸化，抽滤，水洗，干燥得到式(4)所示结构的2，5-二甲酸-3，4-乙烯二氧噻吩： 

步骤四，将步骤三中得到的2，5-二甲酸-3，4-乙烯二氧噻吩在合适的温度下与催化剂，以离子液体作反应溶剂，氮气保护下反应，反应结束后冷却，溶液进行减压蒸馏得到式(1)所示结构的3，4-乙烯二氧噻吩。 

优选的，所述步骤一到步骤四的反应式为： 

优选的，步骤一中所述的硫代二甘酸二甲酯、甲醇钠、草酸二乙酯的摩尔比为1∶3-10∶1-5；所述的甲醇钠/甲醇溶液的浓度为18.8％。