谈噻吩导电聚合物单体3，4-乙烯二氧噻吩合成工艺

论文导读：摘要4-5ABSTRACT5-11第一章文献综述11-331.1导电聚合物的进展概况11-131.1.1背景技术111.1.2导电聚合物的导电机理11-131.1.3导电聚合物的运用131.2聚(3,4-乙烯二氧噻吩)的探讨概述13-241.2.1聚(3,4-乙烯二氧噻吩)的特性13-141.2.2国内外对PEDOT特性的探讨情况14-161.2.2.1对PEDOT电学特
摘要：本论文在阅读大量文献的基础上设计出合理可行的合成路线，以氯乙酸甲酯为原料，通过亲核取代反应、Claisen酯缩合反应、O-烷基化反应、水解反应和脱羧反应五步合成了导电聚合物的单体3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）。在对原有工艺进行改善和优化的基础上得到新的EDOT合成工艺，所得工艺成本较低、转化率高、操作简单、环境污染少，值得工业化生产。亲核取代反应的最佳工艺条件为：相转移催化剂的用量为3%（质量分数），原料摩尔比n[氯乙酸甲酯]:n[硫化钠]=1:0.7，反应温度制约在30℃，反应时间为10h。Claisen酯缩合反应的最佳的工艺条件为：硫代二乙酸二甲酯的用量是35.6g（0.2mol），原料摩尔比n[硫代二乙酸二甲酯]:n[草酸二乙酯]=1:1.1，固体甲醇钠的用量为0.8mol，甲醇用量为100ml，反应时间为4h。O-烷基化反应的最佳工艺条件为：原料质量比m[2,5-二羧酸二甲酯-3,4-二羟基噻吩]:m[二氯乙烷]=1:6，溶剂DMF的用量100ml，催化剂用量4%（质量分数），反应时间6h。水解反应的最佳工艺条件为：2,5-二羧酸二甲酯-3,4-乙烯二氧噻吩用量是46g（0.2mol），氢氧化钠水溶液（质量分数10%）用量为250ml，反应温度制约在80℃，反应时间2h。脱羧反应的最佳工艺条件为：原料质量比m[2,5-二羧酸-3,4-乙烯二氧噻吩]:m[DMSO]=1:5，催化剂铜粉用量为8%(质量分数)，反应温度制约在160℃，反应时间9h。在此工艺条件下，产品总收率为32%。利用HPLC，GC-MS，IR，~1H-NMR对中间体和最终产品进行了定量浅析和结构表征。关键词：氯乙酸甲酯论文3论文4-乙烯二氧噻吩论文正交试验论文脱羧反应论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要4-5
ABSTRACT5-11
第一章 文献综述11-33

1.1 导电聚合物的进展概况11-13

1.1 背景技术11

1.2 导电聚合物的导电机理11-13

1.3 导电聚合物的运用13

1.2 聚(3,4-乙烯二氧噻吩)的探讨概述13-24

1.2.1 聚(3,4-乙烯二氧噻吩)的特性13-14

1.2.2 国内外对 PEDOT 特性的探讨情况14-16

1.2.2.1 对 PEDOT 电学特性的探讨概述14-15

1.2.2.2 对 PEDOT 光学特性的探讨概述15-16

1.2.3 PEDOT 的合成16-20

1.2.3.1 化学氧化聚合法16-18

1.2.3.2 电化学聚合法18-19

1.2.3.3 固态聚合法19-20

1.2.4 PEDOT 在各领域中的运用20-24

1.2.4.1 在固体电解质电容器中的运用21

1.2.4.2 在抗静电涂层中的运用21-22

1.2.4.3 在防腐防污领域的运用22-23

1.2.4.4 在光伏电池的运用23

1.2.4.5 在生物医学领域的运用23

1.2.4.6 在电磁屏蔽领域的运用23-24

1.2.4.7 在国防军事领域中的运用24

1.2.4.8 在其它领域中的运用24

1.3 单体 3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)探讨概况24-31

1.3.1 EDOT 的单体及其衍生物24-26

1.3.2 EDOT 的合成策略26-30

1.3.2.1 路线一：“五步法”合成 EDOT26-27

1.3.2.2 路线二：以噻吩为原料的醚交换法合成 EDOT27-29

1.3.2.3 路线三：以丁二酮为原料的醚交换法合成 EDOT29-30

1.3.3 三种合成路线的比较30-31

1.4 论文探讨作用及内容31-33

第二章 实验部分33-39

2.1 实验原料33-34

2.2 浅析仪器与实验主要仪器34-35

2.3 合成路线35-36

2.4 化合物的合成策略36-39

2.4.1 硫代二乙酸酯的合成36-37

2.4.

1.1 硫代二乙酸二甲酯的合成36

2.4.

1.2 硫代二乙酸二乙酯的合成36-37

2.4.2 2,5-二羧酸二甲酯-3,4-二羟基噻吩的合成37

2.4.3 2,5-二羧酸二甲酯-3,4-乙烯二氧噻吩的合成37-38

2.4.3.1 Wilpamson论文导读：42,5-二羧酸-3,4-乙烯二氧噻吩的合成382.4.53,4-乙烯二氧噻吩的合成38-39第三章结果与讨论39-713.1硫代二乙酸酯的合成39-453.1.1硫代二乙酸酯合成策略比较39-403.1.1.1采取硫代二乙酸及其衍生物为原料393.1.1.2采取氯乙酸酯为原料39-403.1.2硫代二乙酸二乙酯合成的反应机理403.1.3正交试验40-423.1.3.1正交试验设
环化法的合成37

2.4.3.2 Mitsunobu 醚化法的合成37-38

2.4.4 2,5-二羧酸-3,4-乙烯二氧噻吩的合成38

2.4.5 3,4-乙烯二氧噻吩的合成38-39

第三章 结果与讨论39-71

3.1 硫代二乙酸酯的合成39-45

3.

1.1 硫代二乙酸酯合成策略比较39-40

3.

1.1 采取硫代二乙酸及其衍生物为原料39

3.

1.2 采取氯乙酸酯为原料39-40

3.

1.2 硫代二乙酸二乙酯合成的反应机理40

3.

1.3 正交试验40-42

3.

1.3.1 正交试验设计40-41

3.

1.3.2 正交试验结果和浅析41-42

3.

1.4 结构表征42-44

3.

1.4.1 硫代二乙酸二甲酯42-43

3.

1.4.2 硫代二乙酸二乙酯43-44

3.

1.5 小结44-45

3.2 2,5-二羧酸二甲酯-3,4-二羟基噻吩的合成45-51
3.

2.1 反应物和反应系统的选择45-46

3.

2.2 反应机理探讨46

3.

2.3 正交试验46-48

3.

2.3.1 正交试验设计46-47

3.

2.3.2 正交试验结果47-48

3.

2.4 副产物浅析及结构表征48-50

3.

2.4.1 副产物浅析48-49

3.

2.4.2 产品结构表征49-50

3.

2.5 小结50-51

3.3 2,5-二羧酸二甲酯-3,4-乙烯二氧噻吩的合成51-59

3.1 Wilpamson 成环反应法51-53

3.3.

1.1 文献综述及反应机理51-52

3.3.

1.2 正交试验52-53

3.3.2 Mitsunobu 醚化反应法53-56
3.3.

2.1 Mitsunobu 醚化法的技术背景53-54

3.3.

2.2 正交试验54-56

3.3.3 两种合成策略的比较56

3.4 结构表征56-58

3.4.1 副产物浅析56-57

3.4.2 产品结构表征57-58

3.5 小结58-59

3.4 2,5-二羧酸-3,4-乙烯二氧噻吩的合成59-62

3.4.1 反应机理探讨59

3.4.2 反应时间对碱解反应的影响59-60

3.4.3 产品结构鉴定60-62

3.4.4 小结62

3.5 3,4-乙烯二氧噻吩的合成62-71

3.5.1 脱羧反应策略比较62-63

3.5.2 催化反应机理探讨63-64

3.5.3 脱羧反应单因素试验64-67

3.5.1 催化剂的选择64-65

3.5.2 反应溶剂的选择65-66

3.5.3 反应温度的选择66-67

3.5.4 反应时间的选择67

3.5.4 脱羧反应正交试验67-69

3.5.4.1 正交试验设计67-68

3.5.4.2 正交试验结果68-69

3.5.5 产品含量浅析及结构表征69-70

3.5.6 小结70-71

结论71-73
参考文献73-77
附录 177-78
致谢78-79
攻读学位期间发表的学术论文目录79-80