一種3,4-亞乙基二氧噻吩的清潔合成方法
2023-04-25 06:43:21
專利名稱：一種3,4-亞乙基二氧噻吩的清潔合成方法
技術領域：
一種3，4_亞乙基二氧噻吩的清潔合成方法，屬於噻吩衍生物的合成方法領域，具體涉及一種導電化合物3，4_亞乙基二氧噻吩的清潔高效合成方法。
背景技術：
3,4-亞乙基二氧噻吩，又稱3，4-乙撐二氧噻吩(EDOT)是德國拜耳公司發明的一 種導電化合物，是目前為止性能最穩定優異的有機導電材料，具有良好的導電性，由其合成 的聚3，4_亞乙基二氧噻吩(PEDOT)具有電導率高、環境熱穩定性好、不易氧化等特徵，在固 體電解電容、超級電容動力電池、電子線路板以及發光二極體等新能源新材料領域有著廣 泛的應用。尤其在超級電容動力電池中，是作為固體導電陰極的關鍵材料，推動新能源大容 量儲電技術的關鍵突破，正在迅速產生大量的需求。因此，研究3，4_亞乙基二氧噻吩的低 成本清潔生產工藝，減少三廢排放具有相當的價值。目前國內外3，4_亞乙基二氧噻吩的工藝報導已然不少，然而大都存在三廢排 放嚴重、工藝流程長等缺陷。現有的生產工藝主要有兩種一種是硫代二甘酸酯法，另一 種是 3，4- 二溴噻吩法。中國專禾Ij CN200810163168, CN200810044836、CN200810025428、 CN200610040091都大同小異地介紹了硫代二甘酸酯法的工藝步驟。此方法需要經過氯乙酸 乙酯硫醚化、酯縮合、成醚、水解、脫羧等五步工藝，其中的每一步都會產生大量高COD濃度 的廢液(每噸3，4-亞乙基二氧噻吩平均20000C0D的廢液產生量達到50多噸)。由於硫的 殺菌作用，這些廢液很難進行降解處理，同時，3，4_亞乙基二氧噻吩的總產率很低，不是一 種綠色合成工藝。此種工藝涉及的反應過程如下描述第一步硫代二甘酸乙酯的合成，產生大量高含鹽量、惡臭的廢水廢渣，廢水COD超 過20000，由於含硫化合物的殺菌效果，生物降解很差，難以治理。第二步，需要在甲醇鈉的 強鹼行下催化縮合，再和二氯乙烷反應時產生大量NaCl鹽和聚合物。第四步，需要強鹼回 流水解後加入硫酸中和，產生超高含量硫酸鹽廢液，第五步脫羧，原子利用率低，浪費大量 原料，因此這種硫代二甘酸酯法工藝難以持續地進行大規模生產。硫代二甘酸酯的五步合成法所涉及的反應式參考(C)(
權利要求
1.一種3，4_亞乙基二氧噻吩的清潔合成方法，其特徵在於由如下步驟組成1)採用酒石酸酯衍生物A為原料，在醇溶液中與水合胼進行胼解反應得到化合物B的 白色沉澱；2)將硫化氫通入甲醇鈉溶液中，吸收並生成硫氫化鈉_甲醇溶液，同時將化合物B與 醇混合，並加溫至100 150°C，將所得硫氫化鈉-甲醇溶液加入化合物B的醇溶液中並保 溫，經過裂解、環合反應得到3，4-亞乙基二氧噻吩。
2.根據權利要求1所述的一種3，4_亞乙基二氧噻吩的清潔合成方法，其特徵在於所述 的酒石酸酯衍生物A及化合物B的結構式為
3.根據權利要求1或2所述的一種3，4-亞乙基二氧噻吩的清潔合成方法，其特徵在於 所述的醇為甲醇或乙醇。
4.根據權利要求1或2所述的一種3，4-亞乙基二氧噻吩的清潔合成方法，其特徵在於 反應過程中，所述酒石酸酯衍生物A與水合胼的投料物質的量比為1 1.1。
5.根據權利要求1所述的一種3，4_亞乙基二氧噻吩的清潔合成方法，其特徵在於所述 硫化氫通入甲醇鈉溶液的通入壓力為0. 1 3. OMpa。
6.根據權利要求5所述的一種3，4-亞乙基二氧噻吩的清潔合成方法，其特徵在於所述 硫化氫通入甲醇鈉溶液的通入壓力為0. 1 1. 5Mpa。
7.根據權利要求1所述的一種3，4_亞乙基二氧噻吩的清潔合成方法，其特徵在於所述 的化合物B的裂解、環合反應溫度保持在100 140°C。
全文摘要
本發明公開了一種3，4-亞乙基二氧噻吩的清潔合成方法，其特徵在於採用一種酒石酸酯衍生物為起始原料，經過肼解和裂解、環合反應，生成3，4-亞乙基二氧噻吩。本合成工藝，設計獨特，原子利用率高，產品收率高，三廢排放少，流程短，工藝簡單容易操作，能耗較低。同時沒有劇毒原料，反應在中性/鹼性下進行，是一種3，4-亞乙基二氧噻吩的綠色合成路線。
文檔編號C07D495/04GK102002055SQ20101052253
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月13日 優先權日2010年10月13日
發明者王永軍 申請人:山東星之聯生物科技股份有限公司, 王永軍