[发明专利]3,4-乙撑二氧噻吩的脱羧方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱羧法制备3,4-乙撑二氧噻吩的方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

3,4-乙撑二氧噻吩（EDOT），英文名为3,4-ethylene dioxythiophene，外观为无色或浅黄色透明液体，CAS ：126213-50-1，熔点10.5℃，沸点225℃。在20世纪80年代后半期作为医药中间体首先被发现，之后，德国拜尔公司成功地开发了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)，即PEDOT。随后，采用一种水溶性的高分子电解质聚苯乙烯磺酸(简称PSS)掺杂解决了PEDOT的加工问题，获得的PSS/PEDOT膜具有高电导率、高机械强度、高可见光透射率和优越的稳定性，是抗静电涂层、固体电解质电容器、通孔线路板电镀、PLED、太阳能电池、超级电容器、电磁干扰屏蔽、选择性透过膜、电致变色器、军事伪装、舰船防腐防污、吸波材料、超导材料及信息贮存材料等的理想材料。

有关3,4-乙撑二氧噻吩的合成方法的报道较少，EDOT合成的“五步法”工艺是stenger于1998年所提出的。中国发明专利申请CN101062927A也公开了一种“五步法”制备方法，该方法的最后一步是2,5-二羧酸-3,4-乙撑二氧噻吩经脱羧得到3,4-乙撑二氧噻吩，其以Cu粉或者铜氧化物作为催化剂，在喹啉等高沸点有机胺溶剂中进行反应。但该反应中所用的溶剂成本高、分离难，给生产带来很大困难。中国发明专利申请CN101104619A虽然将后两步合并为一步，但仍没有避免喹啉等高沸点有机胺溶剂的使用。

中国发明专利申请CN101519409A采用较为廉价的DMF作溶剂，在铜系催化剂作用下脱羧，但该反应体系要引入氧气才能顺利脱羧，给工业化造成了一定的限制。

中国发明专利申请CN1759119A公开了一种脱羧方法，在无溶剂条件下，固体原料在流化床体存在下进行，产品以气体的形式排出。该反应体系虽然易于工业化，但产率较低、对设备要求高、能耗大，仍不适于工业化生产3,4-乙撑二氧噻吩。

发明内容

本发明目的是提供一种3,4-乙撑二氧噻吩的合成方法，以解决现有技术中2,5-二羧酸-3,4-乙撑二氧噻吩脱羧成本高、环境不友好、操作要求高、收率低的不足。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种3,4-乙撑二氧噻吩的脱羧方法，以金属酞菁为催化剂，2,5-二羧酸-3,4-乙撑二氧噻吩脱羧得到3,4-乙撑二氧噻吩。

所述金属酞菁结构如通式（I）所示，

M为Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag或Zn；

R独立地选自 -H, -Et, -OH, -OCH₃, -COOH, -COOEt, -NH₂, -NO_2, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -Ph。

具体地说，以金属酞菁为催化剂，水为溶剂，常压下回流，2,5-二羧酸-3,4-乙撑二氧噻吩即可脱羧，使用油水分离装置可连续的分出生成的3,4-乙撑二氧噻吩，经干燥、减压蒸馏，收集122℃/7kPa的馏分，得3,4-乙撑二氧噻吩，收率大于90%。

本发明的优点与积极效果：（1）采用本发明方法，所得产品3,4-乙撑二氧噻吩的收率高、纯度高，色泽美观，总收率可达到90%以上；（2）反应使用绿色廉价的水为溶剂，且可循环利用，催化剂可重复利用；（3）本发明工艺简单、成本低、产率高、对环境友好，生产装置易于购置，工艺流程连续，适合于工业化生产。

附图说明

图1为脱羧法制备3,4-乙撑二氧噻吩的反应式；

图2为3,4-乙撑二氧噻吩的IR图谱；

图3为3,4-乙撑二氧噻吩的¹H NMR图谱；

图4为3,4-乙撑二氧噻吩的MS图谱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：