專利名稱：齊聚噻吩衍生物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)高分子光電材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是指新型齊聚噻吩衍生物及其制備方法和作為電致變色膜的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚合度及聚合位置可以被控制的、具有確定分子量的高純度齊聚噻吩，不僅是研究聚噻吩的“模型”化合物，自身也是一種具有優(yōu)異光、電性能的π電子系共軛化合物。由于其優(yōu)異的光、電性能，近年來，被作為功能性有機(jī)材料進(jìn)行研究和開發(fā)。到目前為止，按照齊聚噻吩作為光電信息功能性有機(jī)材料的研究開發(fā)目標(biāo)，設(shè)計(jì)、合成了各種齊聚噻吩衍生物。這些齊聚噻吩衍生物主要被用于以下幾方面的研究(1)通過電化學(xué)摻雜，研究所得到的離子自由基鹽的導(dǎo)電率同共軛長度的關(guān)系。研究結(jié)果表明，提高齊聚噻吩的共軛長度，導(dǎo)電率也將隨之提高。例如，噻吩的6聚體(6T)的導(dǎo)電率為100～10-1Scm-1，而噻吩的12聚體(4Oc12T)的導(dǎo)電率達(dá)到10Scm-1。(2)研究開發(fā)齊聚噻吩作為光電轉(zhuǎn)換材料的光電特性。研究結(jié)果顯示出，齊聚噻吩是一種非常優(yōu)異的p型半導(dǎo)體材料。(3)研究齊聚噻吩作為有機(jī)發(fā)光材料的發(fā)光特性。

發(fā)明內(nèi)容
目前，用于電致變色的材料幾乎全是無機(jī)材料，無機(jī)材料具有成本高，不易成膜，不宜柔性加工的缺點(diǎn)，另外還具有不可降解的毒性。本發(fā)明的目的就是為了解決這一技術(shù)中存在的不足之處，提供一種齊聚噻吩衍生物，該衍生物易于成膜，易于柔性加工，具有優(yōu)異光、電性能，利用該衍生物膜組可組裝新型電致變色器件。
本發(fā)明所述的齊聚噻吩衍生物由如下分子式構(gòu)成 DNC18DOc4T
該齊聚噻吩衍生物的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下分子量1145，核磁共振氫譜δ(ppm)＝7.45(t，2H，NH)，7.40(s，2H，ArH)，7.24(d，2H，ArH)7.15(d，2H，ArH)，3.31(t，4H，stearyl α-CH2)，2.79(t，4H，octyl α-CH2)，1.68(tt，4H，stearyl β-CH2)，1.56(tt，4H，octyl β-CH2)，1.49-1.11(m，80H)，0.88(t，12H)，紅外光譜(KBr method，cm-1)3288(νN-H)，2955，2921，2849(νC-H)，1615(νC-O)。
本發(fā)明所述的齊聚噻吩衍生物的制備方法，包括如下步驟和工藝條件第一步 在-78℃、N2保護(hù)下，將DOc4T的四氫呋喃(THF)溶液加入二異丙基胺鋰(LDA)的四氫呋喃(THF)溶液中，攪拌反應(yīng)1-3小時(shí)；第二步 向反應(yīng)溶液中加入干冰(CO2)，在-78℃、N2保護(hù)下，繼續(xù)反應(yīng)3-5小時(shí)，然后升溫到室溫，繼續(xù)反應(yīng)3-5小時(shí)；第三步 向反應(yīng)溶液中加入稀鹽酸，繼續(xù)反應(yīng)5-8小時(shí)，過濾除去THF和水，水洗，干燥；第四步 將產(chǎn)物加入到氯化亞砜(SOCl2)的1，2-二氯乙烷溶液中，回流反應(yīng)5-8小時(shí)，除去溶劑；第五步 將產(chǎn)物與十八烷基胺在0℃、N2保護(hù)下，于二氯甲烷溶液中反應(yīng)6-10小時(shí)，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物，然后用硅膠柱分離，即得純產(chǎn)物DNC18DOc4T。
上述過程可表達(dá)如下 為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在第五步中的二氯甲烷溶液中可以先加入三乙胺；用硅膠柱分離的沖洗液可以為氯仿。
本發(fā)明所述的齊聚噻吩衍生物作為電致變色材料的應(yīng)用，是用旋轉(zhuǎn)涂敷(spin coating)的方法將所述齊聚噻吩衍生物的氯仿溶液制成膜，用該膜組裝的器件在電場作用下可以變色；更具體的方法包括如下步驟第一步 利用旋轉(zhuǎn)涂敷(spin coating)的方法將DNC18DOc4T的氯仿溶液涂敷在ITO導(dǎo)電玻璃表面制成膜。膜的厚度為1-10微米。
第二步 利用旋轉(zhuǎn)涂敷的方法將濃度為20％的聚甲基丙烯酸甲酯的碳酸丙二酯溶液涂敷在ITO導(dǎo)電玻璃表面制成膜。膜的厚度為10微米。聚甲基丙烯酸甲酯的碳酸丙二酯溶液中還含有0.1M的LiClO4。
第三步 將上述二塊ITO導(dǎo)電玻璃重疊，分別作為電極，組裝成具有三明治結(jié)構(gòu)的電致變色器件。
當(dāng)所施加電壓為+5V時(shí)，器件的顏色變?yōu)樗{(lán)色，而當(dāng)所施加電壓為-5V時(shí)，器件的顏色從藍(lán)色變?yōu)榧t色，從而實(shí)現(xiàn)電致變色。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果本發(fā)明基于齊聚噻吩自身具有優(yōu)異的光、電性能這一特點(diǎn)，通過旋轉(zhuǎn)涂敷(spin coating)的方法將DNC18DOc4T在ITO導(dǎo)電玻璃上制成膜。用這種膜組裝的器件在電場作用下可以變色。本發(fā)明克服了無機(jī)電致變色材料具有成本高，不易成膜，不宜柔性加工以及具有不可降解的毒性的缺點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
實(shí)施例1制備齊聚噻吩衍生物第一步 在-78℃、N2保護(hù)下，將DOc4T的四氫呋喃(THF)溶液加入二異丙基胺鋰(LDA)的四氫呋喃(THF)溶液中，攪拌反應(yīng)1小時(shí)；第二步 向反應(yīng)溶液中加入干冰(CO2)，在-78℃、N2保護(hù)下，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，然后升溫到室溫，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)；第三步 向反應(yīng)溶液中加入稀鹽酸，繼續(xù)反應(yīng)5小時(shí)，過濾除去THF和水，水洗，干燥；第四步 將產(chǎn)物加入到氯化亞砜(SOCl2)的1，2-二氯乙烷溶液中，回流反應(yīng)5小時(shí)，除去溶劑；第五步 將產(chǎn)物與十八烷基胺在0℃、N2保護(hù)下，于二氯甲烷溶液中反應(yīng)6小時(shí)，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物，然后用硅膠柱分離，即得純產(chǎn)物DNC18DOc4T。
電致變色膜的制作第一步 利用旋轉(zhuǎn)涂敷(spin coating)的方法將DNC18DOc4T的氯仿溶液涂敷在ITO導(dǎo)電玻璃表面制成膜。膜的厚度為1微米。
第二步 利用旋轉(zhuǎn)涂敷的方法將濃度為20％的聚甲基丙烯酸甲酯的碳酸丙二酯溶液涂敷在ITO導(dǎo)電玻璃表面制成膜。膜的厚度為10微米。聚甲基丙烯酸甲酯的碳酸丙二酯溶液中還含有0.1M的LiClO4。
第三步 將上述二塊ITO導(dǎo)電玻璃重疊，分別作為電極，組裝成具有三明治結(jié)構(gòu)的電致變色器件。
當(dāng)所施加電壓為+5V時(shí)，器件的顏色變?yōu)樗{(lán)色，而當(dāng)所施加電壓為-5V時(shí)，器件的顏色從藍(lán)色變?yōu)榧t色。
實(shí)施例2制備齊聚噻吩衍生物第一步 在-78℃、N2保護(hù)下，將DOc4T的四氫呋喃(THF)溶液加入二異丙基胺鋰(LDA)的四氫呋喃(THF)溶液中，攪拌反應(yīng)2小時(shí)；第二步 向反應(yīng)溶液中加入干冰(CO2)，在-78℃、N2保護(hù)下，繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)，然后升溫到室溫，繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)；第三步 向反應(yīng)溶液中加入稀鹽酸，繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)，過濾除去THF和水，水洗，干燥；第四步 將產(chǎn)物加入到氯化亞砜(SOCl2)的1，2-二氯乙烷溶液中，回流反應(yīng)6小時(shí)，除去溶劑；第五步 將產(chǎn)物與十八烷基胺在0℃、N2保護(hù)下，于二氯甲烷溶液中反應(yīng)7小時(shí)，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物，然后用硅膠柱分離，即得純產(chǎn)物DNC18DOc4T。
電致變色膜的制作第一步 利用旋轉(zhuǎn)涂敷(spin coating)的方法將DNC18DOc4T的氯仿溶液涂敷在ITO導(dǎo)電玻璃表面制成膜。膜的厚度為3微米。
第二步 利用旋轉(zhuǎn)涂敷的方法將濃度為20％的聚甲基丙烯酸甲酯的碳酸丙二酯溶液涂敷在ITO導(dǎo)電玻璃表面制成膜。膜的厚度為10微米。聚甲基丙烯酸甲酯的碳酸丙二酯溶液中還含有0.1M的LiClO4。
第三步 將上述二塊ITO導(dǎo)電玻璃重疊，分別作為電極，組裝成具有三明治結(jié)構(gòu)的電致變色器件。
當(dāng)所施加電壓為+5V時(shí)，器件的顏色變?yōu)樗{(lán)色，而當(dāng)所施加電壓為-5V時(shí)，器件的顏色從藍(lán)色變?yōu)榧t色。
實(shí)施例3制備齊聚噻吩衍生物第一步在-78℃、N2保護(hù)下，將DOc4T的四氫呋喃(THF)溶液加入二異丙基胺鋰(LDA)的四氫呋喃(THF)溶液中，攪拌反應(yīng)3小時(shí)；第二步 向反應(yīng)溶液中加入干冰(CO2)，在-78℃、N2保護(hù)下，繼續(xù)反應(yīng)5小時(shí)，然后升溫到室溫，繼續(xù)反應(yīng)5小時(shí)；第三步 向反應(yīng)溶液中加入稀鹽酸，繼續(xù)反應(yīng)8小時(shí)，過濾除去THF和水，水洗，干燥；第四步 將產(chǎn)物加入到氯化亞砜(SOCl2)的1，2-二氯乙烷溶液中，回流反應(yīng)8小時(shí)，除去溶劑；第五步 將產(chǎn)物與十八烷基胺在0℃、N2保護(hù)下，于二氯甲烷溶液中反應(yīng)10小時(shí)，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物，然后用硅膠柱分離，即得純產(chǎn)物DNC18DOc4T。
電致變色膜的制作第一步 利用旋轉(zhuǎn)涂敷(spin coating)的方法將DNC18DOc4T的氯仿溶液涂敷在ITO導(dǎo)電玻璃表面制成膜。膜的厚度為10微米。
第二步 利用旋轉(zhuǎn)涂敷的方法將濃度為20％的聚甲基丙烯酸甲酯的碳酸丙二酯溶液涂敷在ITO導(dǎo)電玻璃表面制成膜。膜的厚度為10微米。聚甲基丙烯酸甲酯的碳酸丙二酯溶液中還含有0.1M的LiClO4。
第三步 將上述二塊ITO導(dǎo)電玻璃重疊，分別作為電極，組裝成具有三明治結(jié)構(gòu)的電致變色器件。
當(dāng)所施加電壓為+5V時(shí)，器件的顏色變?yōu)樗{(lán)色，而當(dāng)所施加電壓為-5V時(shí)，器件的顏色從藍(lán)色變?yōu)榧t色。
權(quán)利要求
1.一種齊聚噻吩衍生物，其特征是，它由如下分子式構(gòu)成 DNC18DOc4T所述齊聚噻吩衍生物的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下分子量1145，核磁共振氫譜δ(ppm)＝7.45(t，2H，NH)，7.40(s，2H，ArH)，7.24(d，2H，ArH)7.15(d，2H，ArH)，3.31(t，4H，stearyl α-CH2)，2.79(t，4H，octyl α-CH2)，1.68(tt，4H，stearyl β-CH2)，1.56(tt，4H，octyl β-CH2)，1.49-1.11(m，80H)，0.88(t，12H)，紅外光譜(KBr method，cm-1)3288(νN-H)，2955，2921，2849(νC-H)，1615(νC-O)。
2.權(quán)利要求1所述的齊聚噻吩衍生物的制備方法，其特征是包括如下步驟第一步 在-78℃、N2保護(hù)下，將DOc4T的四氫呋喃溶液加入二異丙基胺鋰的四氫呋喃溶液中，攪拌反應(yīng)1-3小時(shí)；第二步 向反應(yīng)溶液中加入干冰，在-78℃、N2保護(hù)下，繼續(xù)反應(yīng)3-5小時(shí)，然后升溫到室溫，繼續(xù)反應(yīng)3-5小時(shí)；第三步 向反應(yīng)溶液中加入稀鹽酸，繼續(xù)反應(yīng)5-8小時(shí)，過濾除去THF和水，水洗，干燥；第四步 將產(chǎn)物加入到氯化亞砜的1，2-二氯乙烷溶液中，回流反應(yīng)5-8小時(shí)，除去溶劑；第五步 將產(chǎn)物與十八烷基胺在0℃、N2保護(hù)下，于二氯甲烷溶液中反應(yīng)6-10小時(shí)，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物，然后用硅膠柱分離，得純產(chǎn)物DNC18DOc4T。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齊聚噻吩衍生物的制備方法，其特征是，在第五步中的二氯甲烷溶液中先加入三乙胺；用硅膠柱分離的沖洗液為氯仿。
4.權(quán)利要求1所述的齊聚噻吩衍生物作為電致變色膜的應(yīng)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的齊聚噻吩衍生物作為電致變色膜的應(yīng)用，其特征在于所述電致變色膜由下述方法制備得到
全文摘要
本發(fā)明是新型齊聚噻吩衍生物及其制備方法和應(yīng)用，該衍生物由右分子式構(gòu)成本發(fā)明基于齊聚噻吩自身具有優(yōu)異的光、電性能這一特點(diǎn)，通過旋轉(zhuǎn)涂敷的方法在ITO導(dǎo)電玻璃表面將該衍生物制成膜，將該衍生物膜組裝成電致變色器件，該器件在電場作用下可以變色，這種新型電致變色膜材料克服了無機(jī)電致變色材料具有成本高，不易成膜，不宜柔性加工以及具有不可降解的毒性的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08G75/00GK1470548SQ0312696
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者劉平, 趙其中, 鄧文基, 周小平, 胡建華, 許運(yùn)華, 劉 平 申請人:華南理工大學(xué)