[发明专利]一种羧基功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体、聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机导电高分子领域，特别涉及一种羧基功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体、聚合物及其制备方法。

背景技术

聚（3,4-乙撑二氧噻吩）(PEDOT)是最稳定的导电聚合物之一，自从这个材料被合成到至今，因其以优异的环境稳定性、高电导率（>10² S/cm）以及较高的可见光透过率（>80%），引起了人们的广泛关注，随后被广泛应用在可再充电电池，电致变色显示装置，有机发光二极管，超级电容器，抗静电涂料，腐蚀抑制剂，印刷电路智能窗，微波吸收材料，化学/生物传感器等领域。

导电高分子领域发展至今，合成具有优异性能的新型导电高分子依然是整个领域的核心。在导电高分子家族中，具有活性基团的EDOT衍生物比较少，合成含有不同官能团的EDOT衍生物单体，为设计出不同性能的PEDOT衍生物或者类似物，同时也为通过这种方式调整或者改善PEDOT的性能提供新的思路。目前，不同功能化的PEDOT衍生物或者类似物已被制备出来，并随后被广泛应用到不同的领域。

苯甲酸是一种重要的酸型食品防腐剂,在酸性条件下，对霉菌、酵母和细菌均有抑制作用，与水杨酸合用于成人皮肤真菌病，浅部真菌感染如体癣、手癣及足癣等的治疗。

发明内容

本发明的目的是提供一种羧基功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体、聚合物及其制备方法。

本发明的羧基功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体，其结构式如下：

                                                 ，

名称简写为：EDOT-Ph-COOH。

本发明的羧基功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）导电聚合物，其结构式如下：

，

名称简写为：PEDOT-Ph-COOH。

本发明的羧基功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体的合成方法是：（1）、以3,4-二溴噻吩为起始原料，在甲醇钠溶液中，以氧化铜和碘化钾为催化剂，用甲氧基取代溴；（2）、在对甲苯磺酸(p-TSA)催化下,与3-氯-1,2-丙二醇环合制备出氯甲基EDOT(EDOT-MeCl)；（3）、与醋酸钠酯化后水解制备出羟甲基EDOT(EDOT-MeOH)；（4）、EDOT-MeOH与4-溴甲基苯甲酸乙酯醚化后在NaOH溶液中水解制备出羧基功能化的EDOT单体（EDOT-Ph-COOH）。

本发明的羧基功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）导电聚合物的制备方法是：以上述EDOT-Ph-COOH为原料，二氯甲烷作为电解液，四氟化硼四丁基铵为电解质，搅拌均匀通氩气保护后，室温下采用三电极体系，以铂丝为参比电极，不锈钢片为辅助电极以及铂片工作电极，施加恒电压1.3 V，在电极表面得到黑色的聚合物PEDOT-Ph-COOH。

本发明的羧基功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体和其聚合物，因其具有羧基这一活性基团，有利于通过化学交联的方法结合不同的活性分子或者材料，使得在化学/生物传感装置、光电材料、生物分子的固定化上等研究领域有广阔的应用前景，其制备方法具有成本低廉、工艺简单、操作简便等优点。

附图说明

图1为本发明的羧基功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体的结构式。

图2为本发明的羧基功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）导电聚合物的结构式。

图3为本发明所述的EDOT-Ph-COOH单体电化学聚合的循环伏安图谱。

图4为本发明所述的PEDOT-Ph-COOH膜的循环伏安图谱。

图5为本发明所述的单体、聚合物的掺杂态和去掺杂态的红外图谱。

图6为本发明所述的聚合物的掺杂态和去掺杂态的紫外图谱。

   图7为本发明所述的聚合物的掺杂态和去掺杂态的荧光图谱。

具体实施方式

实施例1：单体化合物EDOT-Ph-COOH的合成

单体EDOT-Ph-COOH合成方案如下所示：

。

具体合成步骤如下所述：

1、 3,4-二甲氧基噻吩的合成：