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新型苯并三噻吩衍生物的合成及性能

2021-03-13吴春林陈学刚

合成化学 2021年2期

唐 涛,吴春林,陈学刚

(青岛科技大学 高分子科学与工程学院,山东 青岛 266000)

噻吩及其衍生物,如联噻吩、并二噻吩、并三噻吩、苯并二噻吩(BDT)等,具有优异的供电性及载流子传输特性,经常用于共轭聚合物及电子给-受体(D-A)体系的构筑[1],并将其应用于有机光伏(OPV)电池材料及器件[2-5],有机发光二极管(OLEDs)[6-7],有机场效应晶体管(OFETs)[8-11]和电致变色显示[12-13]等领域中。与苯并二噻吩相比,近年出现的苯并三噻吩(BTT)不仅保持较强的供电子特性,而且具有比BDT更为扩展的共轭平面结构,因此非常有利于固态的π-π*堆积及载流子的高效传输,成为可以与BDT比肩的一类具有应用前景的新型供电性单元,在D-A共聚物的设计及新型光电材料领域的研究中引起重视[14-15]。

本文以2,3-二溴噻吩(1)为原料,制得BTT(6);并在此基础上合成BTT有机锡中间体(7),然后与2-溴-3-正十二烷基噻吩发生Stille偶联反应,对其共轭程度进行扩展,合成了2,8-二(3-正十二烷基噻吩)-5-(1-辛基壬基)苯并[2,1-b:3,4-b′:5,6-b″]三噻吩(8,BTT-T,Scheme 1)。

Scheme1

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Bruker Avance 500 MHz型超导核磁共振仪(TMS为内标,CDCl3为溶剂);Hitachi U-4100型紫外可见近红外分光光度计;Hitachi F-4600型荧光光谱仪;Autolab PGSTAT 204型电化学工作站;Bruker Impact II型四极杆飞行时间质谱仪;NETZSCH TG 209 F1型热重分析仪。

所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

(1) 2,3-二溴-5-壬酰基噻吩(2)的合成

将2,3-二溴噻吩1.26 g(5.21 mmol)溶于10 mL干燥二氯甲烷中,冰水浴冷却,氮气保护下滴加壬酰氯1.12 mL(5.85 mmol),滴毕,搅拌10 min;加入无水三氯化铝0.92 g(6.85 mmol),于0℃反应2 h。用2 M盐酸20 mL淬灭反应,二氯甲烷萃取,无水Na2SO4干燥,过滤,滤液旋蒸除溶,残余物真空干燥得黄棕色油状液体21.89 g,产率95.1%;1H NMRδ:7.47(s,1H),2.80(t,J=6.0 Hz,2H),1.74~1.69(m,2H),1.36~1.26(m,10H),0.88(t,J=5.6 Hz,3H)。

(2) 5-壬酰基-2,3-二(3-噻吩)噻……

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