[发明专利]一种水杨酸功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体、聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机导电高分子领域，特别涉及一种水杨酸功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体、聚合物及其制备方法。

背景技术

聚（ 3,4 - 乙撑二氧噻吩）(PEDOT)是最稳定的导电聚合物之一，自从这个材料被合成到至今，它一直是一个广泛研究的热门材料。由于它的高导电性，低能带隙，良好的氧化还原活性和电化学稳定性，高的热稳定性，以及在掺杂态的优异透明性等多样化的性能，PEDOT现已经广泛应用在可再充电电池，电致变色显示装置，有机发光二极管，超级电容器，抗静电涂料，腐蚀抑制剂，印刷电路智能窗，微波吸收材料，化学/生物传感器等领域。

在PEDOT众所周知的研究中，向其单体3,4 - 乙撑二氧噻吩（EDOT）上引入各种官能基团或将其上的氧或硫元素替换成其它元素, 从而形成各种各样的功能化的EDOT衍生物或类似物。这可以设计出满足自己各种需要PEDOT衍生物或类似物，也可以通过这种方式调整或改善PEDOT的性能，目前，不同功能化的PEDOT衍生物或类似物已经设计和开发，并且随后被广泛应用于不同领域。

水杨酸(SA)，2-羟基苯甲酸, 分子式为C₇H₆O₃，是植物柳树皮提取物，是一种天然的消炎药。水杨酸在皮肤科常用于治疗各种慢性皮肤病如痤疮（青春痘）、癣等。水杨酸可以祛角质、杀菌、消炎，因而非常适合治疗毛孔堵塞引起的青春痘，国际主流祛痘产品都是含水杨酸的，浓度通常是0.5–2%。

发明内容

本发明的目的是提供一种水杨酸功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体、聚合物及其制备方法。

本发明的水杨酸功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体，其结构式如下：

                                                 ，

名称简写为：EDOT-SA。

本发明的水杨酸功能化的聚（3,4-乙撑二氧噻吩）导电聚合物，其结构式如下：

，

名称简写为：PEDOT-SA。

本发明的水杨酸功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体的合成路线是：（1）以3,4-二溴噻吩为起始原料，于甲醇钠溶液中用甲氧基取代溴；（2）在酸催化下与二醇环合制备出氯甲基-EDOT (DOT-MeCl)；（3）利用叠氮化拿将DOT-MeCl 叠氮化(EDOT-N₃)；（4）用三苯基磷（PPH₃）在碱性条件下还原制备出单体氨基-EDOT (EDOT-NH₂)；（5）在N,N′-二环己基-碳二亚胺(DCC)和对二甲氨基吡啶（DMAP）来催化酯化制备出水杨酸功能化的EDOT (EDOT-SA)。

本发明的水杨酸功能化的聚（3,4-乙撑二氧噻吩）导电聚合物的制备方法是：以EDOT-SA为原料，二氯甲烷作为电解液，四氟化硼四丁基铵为电解质，搅拌均匀通氩气保护后，室温下采用三电极体系，以铂丝为参比电极，两个铂片分别为辅助电极和工作电极，施加恒电压，在电极上得到聚合物PEDOT-SA。

本发明的水杨酸功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体和其聚合物具有潜在应用价值和良好的应用前景，水杨酸功能化的聚（3,4-乙撑二氧噻吩）导电聚合物主要用于化学/生物传感装置、光电材料、生物活性分子的固定等，其制备方法具有成本低廉、工艺简单、操作简便等优点。

附图说明

图1本发明的水杨酸功能化的（3,4-乙撑二氧噻吩）单体的分子式。

图2本发明的水杨酸功能化的聚（3,4-乙撑二氧噻吩）导电聚合物的分子式。

图3本发明所述的EDOT-SA单体电化学聚合的循环伏安图谱。

图4本发明所述的PEDOT-SA膜的循环伏安图谱。

图5本发明所述的单体、聚合物的掺杂态和去掺杂态的红外图谱。

图6本发明所述的聚合物的掺杂态和去掺杂态的紫外图谱。

图7本发明所述的聚合物的掺杂态和去掺杂态的荧光图谱。

图8本发明所述的聚合物的掺杂态和去掺杂态的热重分析图谱。

具体实施方式

实施例1： 单体化合物EDOT-SA的合成

单体EDOT-SA合成方案如下所示：

。

具体合成步骤如下所述：

1、  3,4-二甲氧基噻吩的合成