文档介绍：湘潭大学
硕士学位论文
3,4-乙撑二氧噻吩的合成及其电化学性质研究
姓名:易捷
申请学位级别:硕士
专业:应用化学
指导教师:谢原寿;邓建成
20040501
摘要的催化剂,有效提高了闹屑涮辶虼仕岫柞ァ,欢羧酸甲酯一一二酚钠噻吩的产率;由一二甲酸甲酯一一二酚钠噻吩盐制备一二羧酸一~乙撑二氧噻吩时,采用产率;由一二羧酸一一乙撑二氧噻吩制备保ü个研究中,对中间体及最终产品用傅立玎焱夤馄滓呛虲元素正确性,同时用电化学综合仪采用循环伏安法对牡缁渚酆衔锛虺莆狿>~乙撑二氧噻吩且焕嘈阅优良的导电聚合物。通过聚苯乙烯磺酸虺芇粼樱饩光稳定性及热稳定性,已在固体电解电容器上获得成功应用,预计它在抗静电涂层、光电二极管、二次电池、传感器等方面也有广泛的应用前景。但目前合成一乙撑二氧噻吩的成本高昂,限制了它的应用。改进其合成方法,降低生产成本具有重要的意义。本文重点研究了单体暮铣珊推涞缁灾省R粤虼甘酸为原料用五步法成功合成了Mü罅渴笛椋院铣杉了相转移催化方法并选用适合的催化剂缩短了反应时问,提高了变脱羧工艺,采用高沸点溶剂,选用适合的催化剂,降低了反应温度。合成技术的这些改进有效提高了一乙撑二氧噻吩的产率分析仪及核磁共振仪进行了检测,证实了中间产品及目的产品的质进行了研究,实验结果证明,采用我们的方法合成的关键词:一乙撑二氧噻吩嫉缇酆衔铮一一乙撑二氧噻吩,虺莆了聚,灰页哦踵绶加工问题,所得/ぞ哂懈叩牡电率,透明性好,较强的机械强度,并且仍有很好的抗水解性和术进行了改进:在第一步酯化反应中,改进脱水工艺并选用合适和给产品提纯带来了方便。其产率得到了较大幅度的提高。在整很好的电化学活性。乙撑二氧噻吩虼仕幔贩卜ǎ缁灾页哦踵绶缘暮铣杉捌涞缁灾恃芯
:圣堡三壑堕堕竺盒堕垦基鱼些堂丝星塑塞,甀,//..猦、甌甋!猄——.,...
,:菏ホ胰ǘ檫蛩芾菔⒛ɑ市┨盟勘谟と:—:甌瑃篐:.一.;.
懦臻态一黼二器鬣三第一章前言双键或共轭与带有未成键斓赖脑釉覰、扰己;每个链的重复单元与加入到材料中的对离子嗉床粼蛹之间有一定自从甧產⑾至司垡胰簿哂懈叩嫉缏屎螅电聚合物这个领域就引起了科学家的广泛兴趣。长期以来,经大量实验事实得出公认的导电聚合物的机理:导电聚合物分子结构应该具有的必要条件是:分子链应该是一个大冗共轭体系查一样,聚合物导电也需要有电荷载体和可供电荷载体自由运动的分子轨道,由于大多数聚合物本身不具有电荷载体,导电聚合物的共轭结构则为这些电荷载体的自由运动提供了分子轨道。关于掺杂后导电聚合物的导电机理,目前比较成熟的观点可用下图加主链具有共轭大兀结构的聚合物,在理想状态下,电子在整个价带层完全充满,导带层全空,价带层与导带层之间存在能隙,因此它们的导电性通常很低,掺杂过程相当于把价带中一些能量较高的电子氧化掉,从而产生空穴衾胱幼杂苫。与经典能过科研人员的合作开发,克服了种种困难,将一部分导电聚合物产品实现产业化,使导电聚合物产品走向市场。导电聚合物为什么具有导电性拥嫉缇酆衔镅芯恐谢鄣程度的电荷转移。与金属导电需要自由电子和供电子运动的轨道所必需的电荷载体是由“掺杂”过程提供的,而导电聚合物链中以简璎说明。主链成共轭链段上离域,单体的分子轨道相互作用,最高占有轨道形成价带,最低空轨道形成导带,在不考虑热运动及光跃迁时,鑫5即悖豢谖<!R弧!!!瘛!!觥觥觥!R轻度榜桑重掺杂页哦踵绶缘奶ǔ杉捌涞缁灾恃芯未掺杂重搀杂
带理论不同的是,阳离子自由基并不完全离域,只是在邻近的聚很大困难。为了克服这个缺点,科研人员在它们的主链上进行了浓度较低。目前分别合成了聚榛、聚一烷基噻吩毗化子。如果对共轭链进行重掺杂,则可能在极化子的基础上形成极化子或双极子带,极化子和双极化子可通过双键迁移沿共轭传递,从而使聚合物导电。聚乙炔中的能隙是,把电子从成键能带激发到反键能带需要加热到以上,但是,如果通过吸收可见光或化学掺杂,就可以很容易的实现电子跃迁。由以上讨论可以知道,共轭导电聚合物的导电能力是由载流子的数目和载流子的可流动性共同决定,通常重掺杂可以增加载流子的数目,而提高聚合物的结晶度和减少晶体中的缺陷则可以大大提高载流子的流动性。然而目前合成的导电聚合物大部分是无定形结构。另外,上述导电聚合物的导电机理是建立在无机半验现象,但是是否完全真实反映了导电聚合物的机理尚待进一步出的导电稳定性和较低的成本而在工业上大量生产而应用于各个行业。但在合成聚苯***的过程中,可能有联苯***的存在而限制了科研人员对它的研究,因为联苯***是有毒的,它是一种致癌物质,因此芳香族中的聚吡咯和聚噻吩成为更有发展潜力的导电高分子烷基化,烷氧基化或以其他方式进行取代反应,从而一系列聚吡咯和聚噻吩的衍生物被开发出来。如在簧弦胪榛魅趿薖分子链问的相互作