[发明专利]CuY型分子筛催化合成3，4-乙撑二氧噻吩

说明书

技术领域

以2，5-二羧酸-3，4-乙撑二氧噻吩为原料，首次选用自制的CuY型分子筛催化剂应用于3，4-乙撑二氧噻吩的合成，以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂进行脱羧反应得到产品3，4-乙撑二氧噻吩，反应温度有了明显降低，合成条件更温和，产品收率更高。

背景技术

聚3，4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)是一类性能优良的有机导电材料，具有导电率高、环境稳定性好、机械强度好、可见光透射率高及易成膜等优点，在固体电解电容器、抗静电涂层、传感器等方面有十分广泛的应用。因此，单体3，4-乙撑二氧噻吩(EDOT)的合成研究越来越受到人们的重视，遗憾的是，国内尚无大规模生产EDOT的相关报道，小批量制备的EDOT也因为纯度与色泽等问题难以满足其作为电子产品的要求。因此，研究EDOT的工业化合成方法对于发展我国PEDOT材料的应用具有十分重要的意义。

目前，合成步骤中以2，5-二羧酸-3，4-乙撑二氧噻吩脱羧这一步骤的研究最为关键。其制备主要采用喹啉作溶剂，铜粉作催化剂，将反应物2，5-二羧酸-3，4-乙撑二氧噻吩在溶剂中加热到180℃以上来进行脱羧反应，此方法反应温度高，产品收率低，对环境污染严重。另有文献报道选用三乙醇胺、乙二醇及丙三醇等高沸点有机溶剂代替喹啉进行脱羧反应，但溶剂含有羟基容易引起脱水、酯化等副反应，造成产品提纯困难，收率较低。

发明内容

1.自制CuY分子筛催化剂方法

将NaY分子筛与适量的Cu(NO₃)2·3H₂O混合置于250ml的圆底烧瓶中，常压回流，将交换后的分子筛用蒸馏水洗涤，直至滤液不变色为止，然后在马弗炉中100℃干燥20h。烘干的分子筛最后在马弗炉空气氛围中以不同温度焙烧7h，制得CuY分子筛。

2.EDOT合成新方法

在氮气保护下，向500ml三口烧瓶中加入50g2，5-二羧酸-3，4-乙撑二氧噻吩和200ml二甲基亚砜(DMSO)，充分搅拌使固体溶解，再分批加入5g自制的CuY分子筛催化剂，然后升温至135℃，反应8h，TLC检测原料反应完全后冷却至室温，滤去催化剂，经水洗、萃取，减压蒸馏得红棕色油状液体，进一步减压蒸馏，收集91～95℃/666Pa馏分得到浅黄色油状液体34g，即为3，4-乙撑二氧噻吩产品(EDOT)，收率99％。

附图说明

图1EDOT合成路线；

图2不同分子筛催化剂孔尺寸、晶粒尺寸及催化效果；

图3溶剂对产品收率的影响

图1中以2，5-二羧酸-3，4-乙撑二氧噻吩为原料，首次选用自制的CuY型分子筛催化剂应用于3，4-乙撑二氧噻吩的合成，以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂进行脱羧反应得到产品3，4-乙撑二氧噻吩。由图2可知，孔径尺寸较小的CuY分子筛具有更佳的催化效果，产品收率更高。由图3可知，在相同条件下，使用DMSO作溶剂收率最高。

具体实施方式

1、将NaY分子筛与适量的Cu(NO₃)2·3H₂O混合置于250ml的圆底烧瓶中，常压回流，将交换后的分子筛用蒸馏水洗涤，直至滤液不变色为止，然后在马弗炉中100℃干燥20h。烘干的分子筛最后在马弗炉空气氛围中以不同温度焙烧7h，制得CuY分子筛。

2、在氮气保护下，向500ml三口烧瓶中加入50g2，5-二羧酸-3，4-乙撑二氧噻吩和200ml二甲基亚砜(DMSO)，充分搅拌使固体溶解，再分批加入5gCuY分子筛，然后升温至135℃，反应8h，TLC检测原料反应完全后冷却至室温，滤去催化剂，经水洗、萃取，减压蒸馏得红棕色油状液体，进一步减压蒸馏，收集91～95℃/666Pa馏分得到浅黄色油状液体34g，即为3，4-乙撑二氧噻吩产品，收率99％。