[发明专利]一种苯-二联噻吩衍生物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种如式1所示的苯‑二联噻吩衍生物及其制备方法，以及作为单体在电化学聚合制备电致变色材料薄膜中的应用；本发明以较高的产率(50％)合成了一类苯‑二联噻吩衍生物，用本发明苯‑二联噻吩衍生物作为单体经电化学聚合制得的薄膜表现出快速的响应速度，合理的光学对比度，良好的电化学稳定性，在电致变色领域有潜在的应用价值。

(一)技术领域

本发明涉及一种苯-二联噻吩衍生物及其制备方法及其作为电致变色材料的应用。

(二)背景技术

能源危机、环境污染使得我们的生存环境接受空前的挑战，因此如何有效利用风能、太阳能等可再生能源是目前的研究热点。太阳能材料按功能来说主要分为光化学能转变材料、光热转变材料、光电转变材料和光能调控变色材料。其中，光能调控变色材料又包括热致变色材料、光致变色材料和电致变色材料。而电致变色因其广阔的应用前景，研究的最为广泛。EC材料可应用于智能窗、生物传感器、显示屏、汽车无眩光反光镜以及国防军事伪装等方面。在众多的电致变色材料中，聚噻吩类电致变色材料具有诸多明显的优势，如稳定的电致变色性能，较高的色彩对比度，快速的响应时间，较高的导电率，合成与改性方法简单，可通过分子优化得到多色彩显示等。因而聚噻吩类电致变色共轭聚合物是研究最为广泛的电致变色共轭聚合物之一。但无取代的聚噻吩由于主链的刚性较大，在有机溶剂中的溶解性很差，因此限制了它的实际应用。此后，研究者们采用了多种方式对噻吩分子进行修饰，如在单个噻吩环上引入不同的取代基，将噻吩环与其他杂环结合或将噻吩与其他单体共聚等，通过以上方法所得到的聚噻吩类衍生物在改善聚噻吩的溶解性和电致变色性质方面都取得了显著成效。通过分子结构的设计得到聚合物具有共轭结构，引起了电致变色领域研究者的兴趣。此外，共轭结构的导电聚合物薄膜可能具有孔隙结构，这有利于电致变色过程中离子嵌入与脱出，从而有望加快电致变色的响应速度。

(三)发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种苯-二联噻吩衍生物及其制备方法。

下面对本发明的技术方案做具体说明。

本发明提供了一种式1所示的苯-二联噻吩衍生物：

式1中，R₁、R₂、R₃同时为H或CH₃。

本发明所述的式1所示的苯-二联噻吩衍生物的制备方法具体按照如下步骤进行：

(1)将式Ⅰ所示的2,2'-联噻吩与正丁基锂、三丁基氯化锡混合，以四氢呋喃为溶剂，在-78℃下反应完全，得到反应混合液A，经后处理得到中间产物式2所示5-(三丁基锡)-2,2’-联噻吩；所述的式Ⅰ所示的2,2'-联噻吩与正丁基锂、三丁基氯化锡的物质的量之比为1:1:1.3；所述的四氢呋喃加入量以恰好溶解所加入的固体为准；

(2)将式Ⅲ所示化合物与5-(三丁基锡)-2,2’-联噻吩溶于DMF(N，N-二甲基甲酰胺)中，在四三苯基膦钯的催化下，在回流温度下进行反应，反应完全后得到反应混合液B，经后处理得到式1所示的目标产物苯-二联噻吩衍生物；所述式Ⅲ所示的化合物与5-(三丁基锡)-2,2’-联噻吩、四三苯基膦钯的物质的量之比为1:4:0.007；所述的DMF加入量以恰好溶解所加入的固体物质为准；

式Ⅲ中，R₁、R₂、R₃同时为H或CH₃。

进一步，步骤(1)中，所述的反应混合液A的后处理方法为：待反应结束冷却后，将所述的反应混合液A用二氯甲烷溶解，用三氧化二铝填料层析过柱后产物经浓缩，得到浓缩液经旋干得到中间产物式2所示5-(三丁基锡)-2,2’-联噻吩。

进一步，步骤(2)中，反应温度优选为130℃-140℃，反应时间优选为16h。