[发明专利]咪唑类离子液体、其应用及2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二氧乙撑噻吩的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种咪唑类离子液体、其应用及2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二氧乙撑噻吩的制备方法。

背景技术

聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)是近年来德国Bayer公司独创的一种新型有机电致变色材料，具有电导率高、能隙低、电化学掺杂电位低、响应时间短、颜色变化对比度高、稳定性好等优点，是制备电容器负极材料、OLED显示器、太阳能电池、高导电涂层、印刷线路板等电子设备的理想材料。

PEDOT是由其单体EDOT通过化学聚合或电化学聚合得到。而单体EDOT的合成，现有技术普遍存在收率低、而且成本高的问题，不能进行规模化生产。其中间体2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二氧乙撑噻吩的合成方法主要是在季铵盐或者季鏻盐催化下使2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二羟基噻吩二钠盐与卤代乙烷发生O-烷基化反应制备(环合)，生成的钠盐再用碱皂化、调酸(参见US670354)。反应体系则采用有机溶剂苯、甲苯、二甲苯、氯苯、乙醇、四氢呋喃、DMSO，DMF等，该方法制备产品单步收率低为70％，成本高，而且操作复杂，溶剂回收难度大，不利于放大生产。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种制备2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二氧乙撑噻吩的方法。该制备方法的成本低，同时收率高，后处理简单，溶剂可以循环利用。

为达到上述目的，本发明提供了一种咪唑类离子液体，结构式如下：

具体的，R为H或者具有1～20个碳原子的支链或支链烷基，R′为H或者具有1～20个碳原子的支链或支链烷基，R为H或者具有1～20个碳原子的支链或支链烷基，R与R′相同或不同，R与R相同或不同，R′与R相同或不同。

具体的，X^-为以下阴离子中的任意一种：卤素离子、BF₄^-、PF₆^-、CH₃COO^-、CF₃SO₃^-、PO(OC₂H₅)₃^-、CF₃CO₂^-、C(CF₃SO₂)₃^-、N(CF₃SO₂)₂^-、CH₃OSO₃^-或C₂H₅OSO₃^-。

优选的，R为H、甲基、乙基或丁基。

优选的，R′为H。

优选的，R为H、甲基或乙基。

优选的，X^-为BF₄^-、PF₆^-、PO(OC₂H₅)₃^-。

更优选的，该类物质的熔点要求<20℃。

为达到发明目的，本发明还提供了上述咪唑类离子液体的应用：咪唑类离子液体在2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二氧乙撑噻吩的制备中即作为溶剂，又作为催化剂。

为达到发明目的，本发明还提供了一种2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二氧乙撑噻吩的制备方法，以本发明所提供的咪唑类离子液体为溶剂和第一催化剂，以碳酸钾为第二催化剂，以二氯乙烷为环醚化试剂与2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二羟基噻吩进行环化，制备2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二氧乙撑噻吩。

反应式如下：

具体的，反应温度为100～130℃。