本发明专利技术提供了一种吲哚衍生物‑噻吩类化合物及其制备与应用，该化合物以吲哚衍生物为中心核，噻吩为外围基团，结构如式(1)所示。本发明专利技术的有意效果主要体现在：(1)本发明专利技术吲哚衍生物‑噻吩类化合物由于具有网状体型的空间结构，经电化学聚合成膜，所得到的薄膜表现出较大的比表面积，同时表现出良好的电致变色等电化学性能；(2)以本发明专利技术化合物为单体经电化学制得的薄膜能够实现从黄色至绿色任意切换，光学对比度为20％～50％，响应时间为0.5～9s之间，在任意波段均表现出较为良好的光谱电化学稳定性，是一种潜在的可用于军事伪装电致变色材料。
【技术实现步骤摘要】
一种吲哚衍生物-噻吩类化合物及其制备与应用(一)
本专利技术涉及一种吲哚衍生物-噻吩类化合物，及其制备方法与应用。(二)
技术介绍
随着全球能源的急剧消耗和环境的不断恶化。节能环保材料吸引了人们的广泛关注。电致变色材料正是这样一种可以改变人类生产生活方式并且有助于合理利用能源的新型功能材料。该材料具有来源丰富、器件制备工艺简单及工作电压低等优点，且能广泛应用在智能窗、电子纸及显示器等领域。导电聚合物基电致变色材料因结构易修饰、着色效率较高、响应时间较短、光学对比度较高及较丰富的颜色变换而成为电致变色材料中最具有潜力的一类物质。当前，关于电致变色导电聚合物主要以线型聚合物为主，而关于网状电致变色导电高分子少有报道。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种网状电致变色导电高分子化合物——吲哚衍生物-噻吩类化合物及其制备方法和应用，该化合物以吲哚衍生物为中心核、噻吩为外围基团，具有良好的电致变色性能。本专利技术采用的技术方案是：一种吲哚衍生物-噻吩类化合物，以吲哚衍生物为中心核，噻吩为外围基团，结构如式(1)所示：本专利技术还涉及制备所述吲哚衍生物-噻吩类化合物的方法，所述方法包括：(1)将噻吩溶解于无水四氢呋喃，在-78℃氮保下滴加正丁基锂溶液(浓度1～3mol/L)，保持该温度搅拌0.3～1h后加入三丁基氯化锡己烷溶液(浓度1～5g/mL)，三丁基氯化锡加入完成后恢复至室温搅拌6～24h，得到的反应液A经后分离纯化得到式2所示化合物；所述的噻吩、正丁基锂、三丁基氯化锡投料的物质的量之比为1:1～1.1:1～1.6；(2)在氮气氛围下，将式1所示化合物、催化剂及式2所示化合物混合后溶于无水DMF中，升温到120±20℃，搅拌回流6～16h，得到的反应液B经分离纯化得到式(1)所示的吲哚衍生物-噻吩类化合物；所述式1所示化合物与催化剂、式2所示化合物投料的物质的量之比为1：0.001～0.01：4.0～6.0；所述的催化剂为四(三苯基膦)钯或醋酸钯。优选的，步骤(1)中四氢呋喃用量为10～50mL/g噻吩。优选的，步骤(2)中无水DMF用量为50～70mL/g式1化合物。具体的，步骤(1)中分离纯化方法如下：将反应液A减压浓缩，以中性Al2O3为固定相、二氯甲烷为流动相进行洗脱，收集含目标产物的洗脱液，减压浓缩后得到式2所示的化合物。具体的，步骤(2)中分离纯化方法如下：反应液B冷却至室温后倒入水中，过滤得到黄色固体，用二氯甲烷和水连续萃取，收集有机相，经无水硫酸钠干燥后减压浓缩，再用层析柱进一步纯化，以300～400目硅胶为固定相、体积比为1.5～5:1的石油醚/二氯甲烷的混合液为流动相进行洗脱，收集含目标化合物的洗脱液，减压浓缩得到式(1)所示的吲哚衍生物-噻吩类化合物。本专利技术还涉及所述的吲哚衍生物-噻吩类化合物在制备电致变色材料中的应用。可以本专利技术吲哚衍生物-噻吩类化合物作为电致变色单体，采用电化学的方法成膜，该膜可作为电致变色材料用于智能窗、电子纸及显示器等领域。电化学聚合成膜过程可如下：将式(1)所示的基于吲哚衍生物的化合物溶解于二氯甲烷/乙腈体积比1：1的混合液中，加入四丁基高氯酸铵(TBAP)作为电解质，扫速为100mV/s，经0～1.2V循环伏安法电化学聚合成膜(pTTIT薄膜)。所述二氯甲烷的体积用量为1～2mL/mg式(1)化合物。所述四丁基高氯酸铵的用量为0.1mol/L二氯甲烷。本专利技术的有意效果主要体现在：(1)本专利技术吲哚衍生物-噻吩类化合物由于具有网状体型的空间结构，经电化学聚合成膜，所得到的薄膜表现出较大的比表面积，同时表现出良好的电致变色等电化学性能；(2)以本专利技术化合物为单体经电化学制得的薄膜能够实现从黄色至绿色任意切换，光学对比度为20％～50％，响应时间为0.5～9s之间，在任意波段均表现出较为良好的光谱电化学稳定性，是一种潜在的可用于军事伪装电致变色材料。(四)附图说明图1为本专利技术实施例中pTTIT薄膜的CV聚合曲线图；图2为本专利技术实施例中pTTIT薄膜在不同电压下的紫外吸收光谱图。图3为本专利技术实施例中pTTIT薄膜在633nm波段下的动力学稳定性。图4为本专利技术实施例中pTTIT薄膜在633nm波段下的光学对比度和响应时间。(五)具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合具体实施例对本专利技术做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不对本专利技术的保护范围构成限定。实施例1：步骤(1)化合物2三丁基(2-噻吩基)锡的合成：噻吩(15mmol，1.26g)溶解于100mL无水四氢呋喃，置于250mL单口圆底烧瓶中，抽真空充氮气循环三次。在-78℃氮气下慢慢滴加(1.6mol/L，15mmol，9.4mL)的正丁基锂溶液，保持该温度搅拌0.5h后缓慢滴加三丁基氯化锡己烷溶液(1.2g/mL，20mmol，5.5mL)。在-78℃下搅拌0.5h后恢复至室温搅拌8h。反应结束后，反应液冷减压浓缩，以Al2O3填料层为固定相，二氯甲烷为流动相进行洗脱，收集全部洗脱液，减压浓缩后得到式2所示的透明液体的化合物，产率90％。步骤(2)化合物(1)TTIT的合成：将化合物1(1.07g，1.6mmol)(化合物1的合成参考文献：Angew.Chem.2020,132,1–6)置于100mL双口双底烧瓶中，快速加入催化剂Pd(pph3)4(18.5mg，0.016mmol)，抽真空充氮气循环三次。在氮保条件下依次加入步骤(1)所得的如式2所示的化合物(2.61g，7mmol)和30mL无水DMF，快速升温到120±20℃，搅拌回流14h。反应结束后，待反应液冷却至室温后，将反应液倒入水中，过滤得到黄色固体，用二氯甲烷和水连续萃取，收集有机相，经无水硫酸钠干燥后减压浓缩，再用层析柱进一步纯化，以300～400目硅胶为固定相，以体积比为1.5～5:1的石油醚/二氯甲烷的混合液为流动相进行洗脱，通过TLC确定部分含有目标化合物的洗脱液并收集含目标化合物的洗脱液，减压浓缩得到目标产物TTIT，收率60％。1HNMR(500MHz，CDCl3)δ8.31(d，J＝8.2Hz，3H)，7.86(d，J＝1.0Hz，3H)，7.65(dd，J＝8.3，1.1Hz，3H)，7.48(d，J＝2.7Hz，3H)，7.35(d，J＝4.7Hz，3H)，7.18(dd，J＝5.0，3.6Hz，3H)，5.05(m，J＝6.9Hz，6H)，1.67(t，J＝6.6Hz，9H).实施例2：将产物TTIT(6.8mg，1mM)、TBAP(341mg，0.1M)为电解质，加入到容量瓶中，加入乙腈和二氯甲烷(体积比1:1)混合溶液10mL中，超声3min，充分溶解之后，用于电化学聚合。以ITO为工作电极、铂片(0.9*4cm)为对电极、Ag/AgC本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种吲哚衍生物-噻吩类化合物，以吲哚衍生物为中心核，噻吩为外围基团，结构如式(1)所示：/n
【技术特征摘要】
1.一种吲哚衍生物-噻吩类化合物，以吲哚衍生物为中心核，噻吩为外围基团，结构如式(1)所示：
2.制备权利要求1所述吲哚衍生物-噻吩类化合物的方法，所述方法包括：
(1)将噻吩溶解于无水四氢呋喃，在-78℃氮保下滴加正丁基锂溶液，保持该温度搅拌0.3～1h后加入三丁基氯化锡己烷溶液，三丁基氯化锡加入完成后恢复至室温搅拌6～24h，得到的反应液A经后分离纯化得到式2所示化合物；所述的噻吩、正丁基锂、三丁基氯化锡投料的物质的量之比为1:1～1.1:1～1.6；
(2)在氮气氛围下，将式1所示化合物、催化剂及式2所示化合物混合后溶于无水DMF中，升温到120±20℃，搅拌回流6～16h，得到的反应液B经分离纯化得到式(1)所示的吲哚衍生物-噻吩类化合物；所述式1所示化合物与催化剂、式2所示化合物投料的物质的量之比为1：0.001～0.01：4.0～6.0；所述的催化剂为四(三苯基膦)钯或醋酸钯。
3.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：张诚，展望，李维军，张凌，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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