2-(3-烷基)并二噻吩基乙烯聚合物及其制备方法与应用_3

文档序号:9484224阅读:来源:国知局
谱:[HR-MS(EI)]m/z:500. 169582。
[0091]核磁氢谱和碳谱:1H-匪R(300MHz,CDC13) :δ(ppm)7. 31 (d,J= 5. 1Hz, 2H), 7. 14(d,J= 5. 1Hz, 2H), 7. 01 (s, 2H), 2. 75 (t,J= 7. 5Hz, 4H),L75 (tt,J= 7.5,7.2Hz,4H),1.21-1.29(br,16H),0.79(t,J= 6.6Hz,6H).13CNMR(75MHz,CD2C12) :δ141. 48, 138. 33, 135. 76, 133. 02, 127. 07, 119. 89, 119. 82, 31. 78, 29. 39, 29. 29, 29. 07, 2 8. 17, 22. 67, 13. 85〇
[0092] 6) (E)-l,2-双(5-三甲基锡-3-庚基噻吩-2-基)乙烯的合成
[0093] 在氮气氛围下,将(E)-l,2-双(3-辛基噻吩-2-基)乙烯(lg,1.99mmol)溶于 40mL无水四氢呋喃中,然后将该体系降温至一78°C,逐滴加入1. 67mL的2. 5M正丁基锂 (4. 19mmol)。然后将体系升温至在一60°C,搅拌lh后,降温至一78°C,一次性打入8. 2mL的 1M的三甲基氯化锡(8. 2mmol)。将体系升至室温反应12h后,加入氟化钾的水溶液淬灭反 应,混合液用乙醚萃取,无水硫酸钠干燥。旋干溶剂重结晶得到亮黄色针状固体1. 16g,产率 70%〇
[0094]质谱:[HR-MS(EI)]m/z:826. 099745。
[0095]核磁氢谱和碳谱:lH-NMR(300MHz,CDC13) :δ(ppm)7. 16(s, 2H), 6. 99 (s, 2H), 2. 74 (t,J= 7. 5Hz, 4H) , 1. 65 (tt,J= 7. 2, 7. 5Hz, 4H) , 1. 2 1 -1. 2 9 (br, 16H) , 0. 80 (t,J= 6. 9Hz, 6H) , 0. 33 (s, 18H) . 13CNMR(75MHz,CD2C12) :δ146. 98, 141. 62, 138. 33, 137. 54, 132. 54, 126. 94, 119. 83, 31. 80, 29. 41, 29. 32, 29. 08, 2 8. 28, 22. 69, 13. 87, -8. 53.
[0096] 7)PD-8-THE的合成(n= 54 ~55)
[0097] 将式II所示3, 6-双(5-溴噻吩-2-基)-2,5-二(辛基十二烷基)吡咯并[3, 4-c] 吡咯-1,4-二酮出^0??)(203.811^,0.2111111〇1)、式111所示伍)-1,2-双(5-三甲基锡-3-辛 基噻吩-2-基)乙烯(163.311^,0.2臟〇1)、三(二亚苄基丙酮)二钯(911^,0.01臟〇1)、三 (邻甲苯基)膦(12.3mg,0.04mm〇l)和甲苯(5mL)加入到反应瓶中,在氩气中进行三次冷 冻-抽气-解冻循环除氧,然后将反应混合物加热到ll〇°C反应24h。冷却后,加入200mL 甲醇/6MHC1混合物(v/v20:1),室温下搅拌2h,过滤。得到的聚合物装入索氏提取器抽 提。先用甲醇、丙酮、正己烷、三氯甲烷抽提至无色,除去小分子和催化剂,再用氯苯提取得 到最终产物333. 5mg,产率91%。聚合物结构如式XI所示。
[0098]分子量:GPC:Mn= 74kDa,PDI= 2. 75。
[0099]核磁氢谱:?NMR(300MHz,CDC13)δ(ppm) :8. 98 (br, 2H),6· 99 (br, 1H),6· 69 (br,1 H),0· 89-1. 32(m,55H)。
[0100]
[0101] 实施例2、聚合物聚3, 6-双(5-溴噻吩-2-基)-2, 5-双(2-癸基十四烷基)-吡 咯并[3, 4-c]吡咯-1,4-二酮(E)-1,2-双(3-^基噻吩 _2_ 基)乙烯(PD-10-UHE)
[0102] 1) 1-(3-溴代噻吩-2-基)十二烷-1-酮的合成
[0103] 在冰浴下,将3-溴噻吩(24.6g,151mmol)、正十二酰氯(33.03g,151mmol)溶于 300mL三氯甲烷中,0. 5h内分批次加入无水三氯化铝(18. 7g,140mmol),冰浴下搅拌2h,撤 去冰浴,室温下搅拌5h,将反应倒入大量的冰水中,过滤,滤液用二氯甲烷萃取,然后用饱 和食盐水洗涤三次,旋干得到浅黄色液体1-(3-溴代噻吩-2-基)壬烷-1-酮(24. 96g, 72. 3_〇1),该产物可以不经过提纯直接投下一步反应。在氮气的气氛下,将1-(3-溴代噻 吩-2-基)壬烷-1-酮,巯基乙酸乙酯(8. 68mL,72. 3mmol),碳酸钾(20g,145mmol)溶于 150mLDMF中,体系室温搅拌24h,反应体系变为黄色。将反应溶液倒入大量水中,乙酸乙酯 萃取,饱和氯化钠水溶液洗涤。有机相用无水硫酸钠干燥后旋干,粗产品过减压柱,用石油 醚过出前沿杂质,最后用乙酸乙酯冲洗,得到浅黄色液体,产物可以不经过提纯直接投下一 步 17. 27g,产率 65%。
[0104] 2)3-i^一基噻吩并[3, 2-b]噻吩的合成
[0105]将3-i^一基噻吩并[3, 2-b]噻吩-2-甲酸乙酯(14. 51g,39. 6mmol)、氢氧化钠 (3. 30g,82. 5mmol)加入125mL乙醇中,回流12h,然后倒入大量水中,用1摩尔每升(1M)的 盐酸水溶液中和pH至1,将反应混合物过滤,滤液用大量冷水洗涤,在70°C下真空干燥,得 到黄色固体3-辛基噻吩并[3, 2-b]噻吩-2-甲酸11. 39g,产率85%。向200mL单口瓶中, 加入3-辛基噻吩并[3, 2-b]噻吩-2-甲酸,铜粉(6. 02g,92. 7mmol),70mL喹啉,回流lh,降 至室温后将溶液倒入1M的盐酸水溶液中,用石油醚萃取,无水硫酸钠干燥。溶剂蒸干后用 硅胶色谱柱分离,洗脱液为石油醚,旋干溶剂得到无色油状液体7. 89g,产率80 %。
[0106] 结构表征数据如下:
[0107]质谱:[HR-MS(EI)]m/z:294. 1472。
[0108]核磁氢谱和碳谱:1H-匪R(300MHz,CDC13) :δ(ppm)7. 34(d,J= 3. 9Hz, 1H), 7. 23(d,J= 5. 1Hz, 1H),2. 71 (t,J= 4. 5Hz, 2H),1. 35 (tt,J= 7. 2, 7. 5Hz ,2H) , 1. 26-1. 33 (br, 16H) , 0. 88 (t,J= 4. 5Hz, 6H). 13CNMR(75MHz,CD2C12) :δ139. 97, 138. 72, 134. 97, 126. 61, 121. 79, 119. 86, 31. 97, 29. 91, 29. 62, 29. 43, 29. 40, 28.67, 22. 74, 13. 94〇
[0109] 3) 2-溴-3-i^一基噻吩并[3, 2-b]噻吩的合成
[0110] 在冰浴冷却下,将3-十一基噻吩并[3, 2_b]噻吩(1. 83g, 6. 20mmol)溶于50mL氯 仿溶液中,然后向溶液中分批加入N-溴代丁二酰亚胺(1. 07g,6.Olmmol)。冰浴冷却下搅拌 lh,撤去冰浴后在室温搅拌2h。将溶液倒入水中,用二氯甲烷萃取,无水硫酸镁干燥。溶剂蒸 干后用硅胶色谱柱分离,洗脱液为石油醚,旋干溶剂得到无色油状液体1. 94g,产率84%。
[0111] 质谱:[HR-MS(EI)]m/z:372. 0586 (79Br), 374. 0567 (slBr)。
[0112] 核磁氢谱和碳谱:1H-匪R(300MHz,CDC13) :δ(ppm)7. 47(d,J= 5. 1Hz, 1H), 7. 23(d,J= 5. 1Hz, 1H), 2. 78 (t,J= 7. 5Hz, 2H), 1. 74 (tt,J= 7. 2, 7. 5Hz ,2H) , 1. 30-1. 38 (br, 16H) , 0. 92 (t,J= 6. 6Hz, 6H). 13CNMR(75MHz,CD2C12) :δ: 138. 37, 136. 85, 134. 26, 125. 98, 119. 44, 109. 93, 31. 92, 29. 63, 29. 52, 29. 34, 29. 25, 2 9. 10, 28. 01, 22. 70, 13. 90〇
[0113] 4)3-i^一基噻吩并[3, 2-b]噻吩-2-甲醛的合成
[0114] 在氮气氛围下,将2-溴-3-辛基噻吩并[3, 2-b]噻吩(8. 33g,22. 3mmol)溶于 250mL无水四氢呋喃中。将该体系降至一78°C,逐滴加入2. 5M正丁基锂8. 95mL(22. 3mmol), 体系在一78°C下搅拌lh后,一次性打入N-甲酰基哌啶(3. 3g,28. 99mmol)。反应自然升温 到室温,搅拌12h。加入水淬灭反应,乙酸乙酯萃取,无水硫酸钠干燥。溶剂蒸干后用硅胶 色谱柱分离,洗脱液为石油醚:乙酸乙酯=6:1,旋干溶剂得到浅黄色油状液体5. 39g,产率 75%。
[0115] 质谱:[HR-MS(EI)]m/z:322. 1427。
[0116] 核磁氢谱和碳谱:lH-NMR(300MHz,CDC13) :δ(ppm)l〇·ll(s,lH),7.66(d ,J= 5. 1Hz, 1H), 7. 31 (d,J= 5. 1Hz, 1H), 3. 12 (t,J= 7. 5Hz, 2H), 1. 81 (tt,J= 7.2,7.5Hz,2H),1.25-1.31(br,16H),0.87(t,J= 6.3Hz,3H).13CNMR(75MHz,CD2C12) :δ: 182. 74, 145. 39, 144. 75, 141. 76, 131. 28, 120. 74, 33. 97, 30. 63, 29. 72, 29. 64, 29. 35, 2 9. 17, 28. 99, 22. 70, 14. 31。
[0117] 5) (E)-l,2_双(3-^基噻吩_2_基)乙烯的合成
[0118] 在氮气氛围下,将锌粉(2. 35g,36mmol)加入到100mL无水四氢呋喃中。然后将该 体系降至〇°C,缓慢滴入19mL的1M四氯化钛。溶液回流5h后降至室温,一次性加入3-十一 基噻吩并[3, 2-b]噻吩-2-甲醛(2. 9g,9mmol),然后回流12h。降至室温后,向体系内加入 饱和碳酸钠的水溶液,混合物用硅藻土抽滤,滤液用二氯甲烷萃取,无水硫酸钠干燥。
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