-應(yīng)用于聚合物太陽能電池給體材料的合成畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 07:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 EYELA 冷卻水循環(huán)裝置CA1111上海愛朗儀器有限公司制造真空電熱恒溫干燥箱DZF北京科偉永興儀器有限公司電熱鼓風(fēng)干燥箱1013A2B北京科偉永興儀器有限公司電子分析天平FA2004N上海精科儀器有限公司玻璃儀器氣流烘干器KQC鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司數(shù)據(jù)超聲波清洗器KQ5200DB昆山市超聲儀器有限公司循環(huán)水式多用真空泵SHBIII鄭州長城科工貿(mào)有限公司三用紫外儀ZF2上海市安亭電子儀器廠磁力加熱攪拌器IKA174。ETSD5德國IKA公司旋片式真空泵2XZ—2北京中興偉業(yè)儀器有限公司 表征用AVTAR 360 Nicolet FTIR 光譜儀(美國尼高力儀器公司)測(cè)定2,1,3苯并噻二唑、4,7二溴苯并噻二唑、5 三丁基錫烷 3 己基噻吩的 FIIR，KBr壓片。由BrukerAvance型號(hào)的超導(dǎo)傅立葉數(shù)字化核磁共振譜儀（AVANCF 300MHZ，Bruker公司）測(cè)定2,1,3苯并噻二唑、4,7二溴苯并噻二唑、5 三丁基錫烷 3 己基噻吩的1HNMR譜，TMS作為內(nèi)標(biāo)，常溫下以氘代氯仿（CDCl3）為溶劑。單體4, 7 二( 3 己基噻吩) 2, 1, 3苯并噻二唑的合成路線如圖1所示:圖1 4, 7 二( 3 己基噻吩) 2, 1, 3苯并噻二唑的合成路線,1,3苯并噻二唑的制備、氯化亞砜53ml。0℃下緩慢滴加吡啶1ml，反應(yīng)混合物呈懸浮液狀。待鄰苯二胺基本溶解，溫度調(diào)至100℃，轉(zhuǎn)速維持1200r,回流24小時(shí)，得到棕色油狀液體。減壓蒸餾（溫度控制在65℃左右）除去過量的氯化亞砜，冷卻至室溫。剩余的混合物經(jīng)水洗，抽濾，真空干燥數(shù)日，得到黃色產(chǎn)物[16]。%。 4,7二溴2,1,3苯并噻二唑的制備250ml三口燒瓶中加入2,1,，隨后加入75ml 48％氫溴酸，冷凝回流，溫度控制在126℃以上，轉(zhuǎn)速800r左右。待混合物開始回流，緩慢滴加入三口燒瓶中，完全滴加溴之后，反應(yīng)混合物成為懸浮液。冷凝回流6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束得到橙色針狀結(jié)晶沉淀。將混合物冷卻至室溫。用飽和亞硫酸氫鈉溶液洗去未反應(yīng)的溴。混合物在真空條件下，過濾和洗滌。然后用氯仿重結(jié)晶。最終得到淡黃色針狀結(jié)晶產(chǎn)物[15。 %。 5 三丁基錫烷 3 己基噻吩的合成250mL 三口燒瓶中, N2保護(hù)下加入3 g, THF150mL, 80℃下緩慢滴加正丁基鋰63 ml，溶液呈淡黃色。然后將反應(yīng)移至常溫，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1h，溶液顏色加深，呈現(xiàn)橙黃色。隨后在 80℃下加入SnBu3Cl ( 96 % ) ，反應(yīng)1h，溶液呈現(xiàn)黃色。反應(yīng)結(jié)束后用2mol/L的碳酸氫鈉溶液洗三次，然后用乙醚萃取，無水硫酸鎂干燥，減壓蒸餾得到淡黃色油狀液體[18]。 %。 4, 7 二( 3 己基噻吩) 2, 1, 3苯并噻二唑的合成在250mL三口燒瓶中, 加入4, 7 二溴 2,1, 3 苯并噻二唑和5 三丁基錫烷 3 己基噻吩, PdCl2 ( PPh3 )2, THF, 反應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流6h, 然后減壓除去溶劑, 將得到紅色固體。用硅膠/CH2C l2 /石油醚( 60~ 90℃ , 體積比1： 1) 柱層析。將柱層析產(chǎn)物用無水乙醇重結(jié)晶得到橙紅色針狀晶體。3結(jié)果與討論 關(guān)于苯并噻二唑的討論 苯并噻二唑合成方法的比較苯并二噻吩(BDT)單元, 因其具有良好的平面性和良好的熱穩(wěn)定性，以及重要的富電子效應(yīng)，近來在有機(jī)半導(dǎo)體研究領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。文獻(xiàn)報(bào)道：合成苯并噻二唑的方法主要有三種：(1)以鄰苯二胺為（40g）原料，以甲苯(100ml)為溶劑，水浴冷卻攪拌，待溫度降至30℃，緩慢滴加氯化亞砜(90ml)，再升溫至60℃，冷凝回流12h。經(jīng)色譜定性，脫溶劑等后處理，得到含量為99%的2,1,3苯并噻二唑，收率約為87%[14]。如圖31所示：圖32圖31(2)以市售鄰苯二胺（10g）為原料，二氯甲烷(300ml)為溶劑，并加入三乙胺()，溶液攪拌至完全溶解鄰苯二胺，緩慢滴加氯化亞砜，混合物回流4h，得到粗產(chǎn)品。經(jīng)除溶劑，水洗，調(diào)PH，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)純化，干燥，一系列后處理后，得到收率約93 ％化產(chǎn)物[15]。如圖32所示：（3）以鄰苯二胺（）和氯化亞砜（53ml）為原料，然后在0℃下滴加吡啶(1ml),攪拌混合物回流24h，得到粗油產(chǎn)品。經(jīng)減壓蒸餾，水洗，蒸汽蒸餾凈化，二氯甲烷萃取，干燥，篩選。得到黃色化合物苯并噻二唑約82％的產(chǎn)量[16]。圖33本實(shí)驗(yàn)以鄰苯二胺和氯化亞砜為原料，在冰鹽丙酮浴下緩慢滴加吡啶，再換油浴升溫，混合回流24h，得到2,1,3 苯并噻二唑的粗油產(chǎn)品。經(jīng)減壓蒸餾，水洗，減壓抽濾，真空干燥，得到了淡黃色苯并噻二唑約88%的產(chǎn)率。我們之所以借鑒第三種方法主要是因?yàn)?，?duì)于方法（1），用甲苯做溶劑，有毒性，且產(chǎn)率不太高。（2）中，三乙胺能與氯化亞砜發(fā)生反應(yīng)，生成三乙胺的鹽酸鹽,所以該反應(yīng)極不容易控制。與以上三種方法相比，該實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)有①使用吡啶代替三乙胺、甲苯。在?；磻?yīng)中吡啶是一種很好的縛酸劑，引發(fā)劑，同時(shí)它還是一種良好溶劑，只需要很少的量就能起到促進(jìn)反應(yīng)的效果。②制備方法相對(duì)簡(jiǎn)單，使用溶劑低毒；③后處理步驟簡(jiǎn)易,提高了產(chǎn)率。圖34 2,1,3苯并噻二唑的1H NMR如圖是在常溫下以氘代氯仿（CDCl3）為溶劑，在超導(dǎo)傅立葉數(shù)字化核磁共振譜儀(AVANCF 300MHZ，Bruker公司)上，對(duì)合成的2,1,3苯并噻二唑進(jìn)行1HNMR表征結(jié)果如下：1HNMR (CDCl3): δ(ppm) (dd, 2H)。 (dd,2H)在圖中對(duì)苯并噻二唑中不同種類的氫進(jìn)行了標(biāo)明，并在譜圖上進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注。使用chemdraw模擬出2,1,3苯并噻二唑1HNMR結(jié)果如下：1HNMR (CDCl3): δ(ppm) (dd, 2H)。 (dd,2H,)由此，基本可以判斷鄰苯二胺和氯化亞砜已經(jīng)生成的是2,1,3苯并噻二唑。圖35 2,1,3苯并噻二唑的IR利用傅里葉變換紅外光譜圖對(duì)單體苯并噻二唑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，如圖所示?？梢郧宄闯觯翰〝?shù)3200～3480 cm1有OH 的伸縮振動(dòng)特征吸收峰。900 cm1～690 cm1左右處有苯環(huán)的特征吸收峰；2155 cm1 ～2130 cm1處有N=C=N的伸縮振動(dòng)吸收峰。另外單體632 cm1左右處S的特征吸收峰證明了單體苯并噻二唑合成。 關(guān)于4,7二溴2,1,3苯并二唑的討論,7二溴2,1,3苯并二唑的合成路線的比較4,7二溴2,1,3苯并噻二唑，可用作太陽能材料和有機(jī)導(dǎo)電材料以及醫(yī)藥中間體。文獻(xiàn)報(bào)道：合成4,7二溴2,1,3苯并噻二唑的方法主要有以下兩種，合成路線如圖34所示：圖36（1）以制得的苯并噻二唑( 10g )和溶于10
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