可溶性聚噻吩衍生物的合成及性質(zhì).pdf

1、聚噻吩衍生物具有良好的電化學(xué)活性、環(huán)境穩(wěn)定性以及可加工性能,是一類重要的導(dǎo)電聚合物,它們被廣泛地應(yīng)用在光學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。
　　 本論文首先以3-甲基噻吩為起始原料經(jīng)一系列步驟合成了溴化2-羥基-3-(3-噻吩甲氧基)丙基-N,N,N-三甲銨、溴化2-羥基-3-(3-噻吩甲氧基)丙基-N,N,N-三乙銨、3-(3-噻吩基)丙烯酸乙酯、1-(2-苯乙基)-4-(3-噻吩甲烯)哌啶、溴化1-乙基-1-(2-苯乙基)-4-(3

2、-噻吩甲烯)哌啶和氯化1-乙酸乙酯基-1-(2-苯乙基)-4-(3-噻吩甲烯)哌啶這六種單體。以2-溴噻吩為起始原料經(jīng)格氏反應(yīng)得到(1-甲基-3-哌啶)(雙-2-噻吩)甲醇和(1-甲基-4-哌啶)(雙-2-噻吩)甲醇,然后接下來得到了幾種相應(yīng)的雙-2-噻吩甲烯類哌啶單體。并用核磁、紅外等手段對所合成的單體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　 用三氯化鐵氧化聚合方法將以上合成的單體進(jìn)行了聚合反應(yīng)。得到了6種可溶性的聚噻吩衍生物,分別為聚4-(

3、雙-2-噻吩-甲烯)-1-(2-甲氧基-2-氧代乙基)-1-甲基哌啶鹽酸鹽、聚3-(3-噻吩基)丙烯酸、聚氯化1-乙基-1-(2-苯乙基)-4-(3-噻吩甲烯)哌啶、聚1-羧甲基-4-(雙-2-噻吩基-甲烯)-1-甲基哌啶、聚3-(3-噻吩基)丙烯酸乙酯及聚1-(2-苯乙基)-4-(3-噻吩甲烯)哌啶。其中,對聚1-羧甲基4-(雙-2-噻吩基-甲烯)-1-甲基哌啶進(jìn)行了全面的表征。用紅外光譜、核磁共振譜驗證了其結(jié)構(gòu),并對聚合物進(jìn)行了熱重

4、分析,GPC法測定了分子量,結(jié)果顯示該聚合物具有很好的熱穩(wěn)定性和較高的分子量和很高的純度。通過對聚合物紫外、熒光性質(zhì)的測試發(fā)現(xiàn)該聚合物在水中有三種發(fā)射光譜,能顯示紫色和藍(lán)色兩種熒光顏色,這說明該聚合物是一種潛在的熒光探針材料。對該聚合物用電化學(xué)循環(huán)伏安法進(jìn)行了光電性質(zhì)的測試,結(jié)果表明該聚合物的帶隙能僅為1.96eV。在共軛聚合物中這一數(shù)值相對來說是比較低的,這有利于聚合物在光電材料方面的應(yīng)用。
　　 此外,對其它幾種可溶性的聚合

5、物的結(jié)構(gòu)用核磁、紅外等進(jìn)行了表征,并測試了它們的紫外、熒光性質(zhì)。結(jié)果表明,幾種聚合物在稀溶液中均具有很好的光學(xué)性能。尤其是聚1-(2-苯乙基)-4-(3-噻吩甲烯)哌啶和聚氯化1-乙基-1-(2-苯乙基)-4-(3-噻吩甲烯)哌啶它們的紫外吸收分別在487和496nm,屬于可見光的吸收范圍,這有利于材料在太陽能光電材料方面的應(yīng)用。而它們在稀溶液中均具有較強(qiáng)的的熒光發(fā)射,分別發(fā)出綠光、橙光等顏色,這表明以上幾種聚合物在熒光材料方面有潛在的