3,4-Ethylendioxythiophen (Edot) ist nicht nur ein stabiles leitfähiges Verbindungsmonomer, sondern auch das Grundmaterial des leitfähigen Skeletts. das Polymer pedot hat die Vorteile der niedrigen Energielücke, des niedrigen elektrochemischen Dotierungspotentials, der kurzen Antwortzeit, des hohen Farbenkontrastes, der guten Stabilität und so weiter. es ist in verschiedenen industriellen Bereichen weit verbreitet. Mit der Vertiefung der Anwendung von Pedot wird auch die Synthese von Edot gefördert. Dieser Artikel fasst die Synthese von Edot zusammen.

Fünf-Schritt-Synthese

(5) Zugabe von Chinolin (oder anderen Lösungsmitteln) und Kupfer (oder anderen Katalysatoren) zur Decarboxylierungsreaktion, wird das Endprodukt Edot erhalten. Der Syntheseweg ist in der folgenden Abbildung [1] dargestellt:

der Synthesevorgang ist reif, aber der Reaktionsweg ist zu lang, was zu dem Problem einer geringen Ausbeute an Eduktendprodukt führt, die Zwischenreinigungstrennung ist umständlicher und so weiter. Darüber hinaus ist Rohmaterialien Thioglycolsäure nicht einfach zu kaufen. Daher haben die Forscher das Verfahren unter Verwendung von Ethylchloracetat als Ausgangsmaterial, nach Claisenesterkondensation, Acylchlorid und Reaktion mit Chitosanamidierung verbessert, dann tritt eine o-Alkylierungsreaktion mit 1,2-Dibromethan in DMF auf, Edot wurde durch Säure erhalten Hydrolyse und Decarboxylierungsreaktion. der gesamte Synthesevorgang benötigt eine kurze Zeit, erfordert nicht die Verwendung eines Phasentransferkatalysators, die Reaktion findet im homogenen System statt und die Ausbeute ist hoch.

Vier-Schritt-Synthese

(4) Edot wurde durch trans-Veretherung von 3,4-Dimethoxythiophen erhalten. Der Syntheseweg ist unten gezeigt [3]:

Reaktionseffizienz dieser Route ist gering, und es wird eine Verschwendung von Reagenzien produzieren, wird das Verfahren toxische Bromwasserstoffgas erzeugen, und viel Laugen zu behandeln, ist Post-Processing-Prozess komplex.

zweistufige Synthese

(2) dann wird 3,4-Dimethoxythiophen mit Ethylenglycol in Toluol umgesetzt, um Edot zu erzeugen, die Gesamtausbeute beträgt 45%.

Aus der Perspektive der industriellen Produktion ist diese Methode effizienter, aber die erste Reaktion ist umständlich und hat Nebenwirkungen und die Ausbeute ist gering. Liu Xiangjie et al. [4] machte eine Verbesserung dieses Verfahrens, indem es 3,4-Dibromthiophen und Natriummethoxid zur Herstellung von 3,4-Dimethoxythiophen verwendete. und die chemischen Reagenzien, die in der Reaktion verwendet werden, sind stabil, und das Verfahren benötigt keine spezielle Operation, das Nebenprodukt ist relativ niedrig, die Ausbeute ist relativ hoch (45%).

einstufige Synthese

Unter Verwendung von Tetrabutylammoniumiodid als Katalysator und n-Hexan als Lösungsmittel, 2,3-Dimethoxy-1,3-Butadien-Derivat als Ausgangsmaterial, wird eine Reihe von 3,4-Ethylendioxythiophen-Verbindungen [5] durch Makrowellen-Eintopfreaktion hergestellt. es hat die Vorteile von einfacher Bedienung, mildem Zustand, hoher Ausbeute und Umweltfreundlichkeit.

Aufgrund der besonderen Struktur und Eigenschaften von PEDOT und seinen Derivaten sowie der kontinuierlichen Verbesserung der physikalischen Modifizierungstechnologie und der chemischen Modifikation, die die schnelle Entwicklung von leitfähigen Polymeren ermöglicht, wurden auch seine Anwendungsbereiche erweitert und aktualisiert. Die Synthese von PEDOT erfordert eine große Menge an Monomer Edot, was zu einem steigenden Bedarf an Monomer Edot führt, die Produktqualitätsanforderungen werden immer höher und der Synthesevorgang muss auch weiterhin optimiert werden, um die grüne Chemie der industriellen Bedürfnisse zu erfüllen.

Verweise

[5] Wang Shengwen. Synthese von 3,4-Ethylendioxythiophenen mit Mikrowellenbestrahlung unter Eintopfreaktion. chemische Reagenzien, 2009, 31, 1034-1036.