噻吩类聚合物具有广泛的应用前景,可用于光伏电池材料、有机半导体和导体材料的制备,以及传感器、电致变色器件、大功率电容器、导电涂料、导电粘合剂和可充电电池等领域。金属催化偶联法是一种常用的合成方法,可以得到更多头-尾偶联产物,使聚合物链中的单体结构单元排列更有序。3-溴-4-甲基噻吩是金属催化偶联法制备聚噻吩类化合物所必需的单体。
本文采用NBS为溴化剂,对3-溴-4-甲基噻吩的合成进行研究,以提高其收率并确定和优化合成工艺。具体的合成反应式请参见下图:
图1 3-溴-4-甲基噻吩的合成反应式
方法一、将4-甲基噻吩和四氯化碳加入四口瓶中,搅拌后分批加入NBS,反应一定时间后进行气相色谱分析,当4-甲基噻吩质量分数小于1%时停止反应。经过抽滤、水洗和蒸馏,收集37-38℃/0.000 4 MPa馏分即为3-溴-4-甲基噻吩产物,纯度大于98%(GC),收率87%。
方法二、在四口瓶中加入四氯化碳和4-甲基噻吩,氮气保护后加热回流。当温度达到60℃时,加入引发剂AIBN和NBS,反应一定时间后取油层进行气相色谱仪测定。
随着反应时间的增长,反应物减少,产物增加。当反应达到8.5小时时,4-甲基噻吩质量分数降至约1%。经过滤、水洗和减压蒸馏,得到纯度大于98%(GC)的3-溴-4-甲基噻吩,收率为87%。
[1]Synthetic Communications, , vol. 11, # 1 p. 25 - 28