3,4-乙烯二氧噻吩是聚合物PEDOT的原料,可应用于电致变色显示、电致发光显示、太阳能光伏、电路印刷和传感器。
一种3,4-乙烯二氧噻吩的制备方法,其特征在于,包括下述步骤和工艺参数:
(1)酯化反应
将硫代二甘酸、乙醇、催化剂(包含浓硫酸、磷酸)按质量比(1∶1.5-5∶0.1-0.4)混合,回流反应完毕后,先常压蒸除过量乙醇,,后负压蒸尽水份等低沸点介质,冷却到室温后,用5-10%的无机碱溶液调PH值到6-7。分出下层,上层用乙酸乙酯萃取2-3次。合并酯层与萃取液,常压先蒸掉乙酸乙酯,后负压蒸尽水份等低沸点介质。冷却到室温,得到硫代二甘酸二乙酯,直接用于下步反应。含量96%,收率90%。
(2)缩合反应
将无水乙醇、金属钠、亚硫代二乙酸乙酯、草酸二乙酯按质量比20~30∶1∶5~7∶5~6,先在无水乙醇中,搅拌下,分批加入金属钠,保持温度10-60℃,加毕搅拌反应到全部溶解。在0-5℃,滴加亚硫代二乙酸乙酯与草酸二乙酯混合液,滴加时间大约在1-3小时,加入后升温保持回流1-6小时。后冷却到10℃,离心甩滤,取滤饼并与20-80%乙醇混合,并加入盐酸后升温回流1-3小时,冷却到室温以下,分离取滤饼,将滤饼烘干得2,5-二甲酸二甲酯-3,4-二羟基噻吩,含量98%,收率90%。
(3)醚化反应
将DMF∶2,5-二甲酸二甲酯-3,4-二羟基噻吩∶碳酸钾∶1,2-二氯乙烷按质量比2~5∶0.1~0.5∶1∶0.2~0.6,先在DMF中搅拌下加入碳酸钾,搅拌升温到50-100℃,加入干燥的2,5-二甲酸二甲酯-3,4-二羟基噻吩,加完后保温下,滴加1,2-二氯乙烷,加完保温反应10-24小时,趁热压滤,冷却滤液到室温,离心,用少量乙醇洗涤去DMF,得到2,5-二甲酸二甲酯-3,4-乙烯二氧噻吩,直接进入下步反应,含量98%,收率70%。
(4)皂化反应
将无水乙醇、氢氧化钾、2,5-二甲酸二甲酯-3,4-乙烯二氧噻吩按质量比5~6∶1~1.5∶1,先在无水乙醇中,加入固体氢氧化钾,全部溶解后加入2,5-二甲酸二甲酯-3,4-乙烯二氧噻吩,升温回流1-6小时,加入自来水直到全部溶解,用盐酸调PH值1.0-5,离心得白色细结晶性粉未烘干,粉碎,得2,5-二甲酸-3,4乙烯二氧噻吩,含量99%,收率90%。
(5)脱酸反应
将环丁砜、2,5-二甲酸-3,4乙烯二氧噻吩、催化剂(三氧化二铬、碳酸铜、铜粉)按质量比2~5∶1∶0.1~0.3混合并升温到100-150℃,低真空条件下,反应6-20小时,过滤去掉催化剂,先蒸馏去掉前馏分,收集中间馏分,得粗品,再经精馏得成品3,4-乙烯二氧噻吩,含量99.5%,收率70%。
CN101570541A