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温度调控单质硫与活泼内炔聚合制备聚1,4-二噻烯和聚噻吩的方法、相互转化以及应用

申请号 CN202011000697.4 申请日 2020-09-22 公开(公告)号 CN112225899A 公开(公告)日 2021-01-15
申请人 华南理工大学; 发明人 唐本忠; 胡蓉蓉; 彭建文; 秦安军; 赵祖金;
摘要 本 发明 属于含硫 聚合物 制备的技术领域,公开了一种 温度 调控单质硫与活泼内炔聚合制备聚1,4‑二噻烯和聚噻吩的方法、相互转化以及应用。本方法在惰性气体的保护下,在 碱 诱导的条件下,较低温度下合成聚1,4‑二噻烯,在较高温度下,实现聚噻吩的合成。本方法反应条件温和,操作简单、绿色经济、节能环保,具有高反应效率、高 原子 经济性、高区域选择性的特点。合成的聚1,4‑二噻烯可以向聚噻吩转化。并且合成聚1,4‑二噻烯及聚噻吩具有较高的热 稳定性 。聚1,4‑二噻烯可应用于 氧 化物的检测方面,聚噻吩可应用于光电器件等领域。
权利要求

1.一种聚1,4-二噻烯类聚合物,其特征在于,其结构式为如下结构通式中的一种:
其中,n为2-300之间的整数;m为0-5之间的整数;R1、R2、R3以及R4独立选自芳基或烷基;
所述R1为以下取代基团中的一种:
其中,m为0-5之间的整数;
所述R2、R3以及R4独立选自以下结构式中的一种:
-CF3-SCF3-CHO-CH3-C2H5-C3H6-C4H8-C5H10-C6H12-C6H5-H。
2.一种制备权利要求1任一项所述的聚1,4-二噻烯类聚合物的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)在保护气氛下,将单质硫、炔以及加入有机溶剂中,所述炔酮、单质硫及碱的摩尔比为1:2-6:0.5-3,得到混合液,在搅拌状态下升温进行聚合反应,得到反应母液;
(2)将步骤(1)所述反应母液溶解于有机溶剂中,然后加入到沉淀剂进行沉淀,收集沉淀物,干燥至恒重,得到所述聚1,4-二噻烯类聚合物。
3.根据权利要求1所述的聚1,4-二噻烯类聚合物的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述单质硫为升华硫;所述炔酮为双炔酯取代的芳、双炔酯取代的烷烃、双炔酮取代的芳烃、双炔酮取代的烷烃、双炔取代的芳烃、双炔醛取代的烷烃、芳基或烷基取代的苯二炔、芳基或烷基取代的环辛二炔、芳基或烷基取代的双乙炔基吡啶、芳基或烷基取代的吡啶二炔、芳基或烷基取代的连吡啶二炔、双三氟甲基取代的烷烃或芳烃、双硫三氟甲基取代的烷烃或芳烃中的一种以上;步骤(1)所述碱为三乙胺、、碳酸钠、氢化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、乙醇钠、氟化铯或碳酸铯;步骤(1)所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、甲苯、1,4-二氧六环、1,2-二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙腈及四氢呋喃中的一种以上;步骤(1)所述混合液中,炔酮的浓度为0.1-1.5mol/L;所述保护气体为氮气或稀有气体;步骤(1)所述搅拌的转速为200-800rpm;步骤(1)所述聚合反应的温度为0-60℃,聚合反应的时间为0.1-3h;步骤(2)所述有机溶剂为四氢呋喃;步骤(2)所述沉淀剂为甲醇;步骤(2)所述干燥的温度为20-30℃。
4.权利要求1所述的聚1,4-二噻烯类聚合物作为氧化剂的特异性响应剂中的应用。
5.一种聚噻吩类聚合物,其特征在于,结构式为如下结构通式中的一种:
其中,n为2-300之间的整数;m为0-5之间的整数;R1、R2、R3以及R4为芳基或烷基;所述R1为如下取代基团中的一种:
,所述R2、R3以及R4独立选自如下取代基团中的一种:
-CF3-SCF3-CHO-CH3-C2H5-C3H6-C4H8-C5H10-C6H12-C6H5-H。
6.一种制备权利要求5任一项所述的聚噻吩类聚合物的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)在保护气体下,将单质硫、炔酮以及碱加入有机溶剂中,步骤(1)所述炔酮、单质硫及碱的摩尔比为1:2-6:0.5-3,得到混合液,在搅拌状态下升温进行聚合反应,得到反应母液;
(2)将步骤(1)所述反应母液溶解于有机溶剂中,然后加入到沉淀剂中进行沉淀,收集沉淀物,干燥至恒重,得到所述聚噻吩类聚合物。
7.根据权利要求6所述的聚噻吩类聚合物的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述单质硫为升华硫;步骤(1)所述碱为三乙胺、碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、乙醇钠、氟化铯或碳酸铯;步骤(1)所述炔酮为双炔酯取代的芳烃、双炔酯取代的烷烃、双炔酮取代的芳烃、双炔酮取代的烷烃、双炔醛取代的芳烃、双炔醛取代的烷烃、芳基或烷基取代的苯二炔、芳基或烷基取代的环辛二炔、芳基或烷基取代的双乙炔基吡啶、芳基或烷基取代的吡啶二炔、芳基或烷基取代的连吡啶二炔、双三氟甲基取代的烷烃或芳烃、双硫三氟甲基取代的烷烃或芳烃中的一种以上;步骤(1)所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、甲苯、1,4-二氧六环、1,2-二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙腈及四氢呋喃中的一种以上;步骤(1)所述混合液中,炔酮的浓度为0.1-1.5mol/L;步骤(1)所述保护气体为氮气或稀有气体;步骤(1)所述搅拌的转速为200-800rpm;步骤(1)所述聚合反应的温度为61-150℃,聚合反应的时间为0.1-3h;步骤(2)所述有机溶剂为四氢呋喃;步骤(2)所述沉淀剂为甲醇;步骤(2)所述干燥的温度为20-30℃。
8.一种聚1,4-二噻烯类聚合物向聚噻吩类聚合物转化的方法,其特征在于,化学反应方程式如下所示:
9.根据权利要求8所述的聚1,4-二噻烯类聚合物向聚噻吩类聚合物转化的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)在聚合管中,加入聚1,4-二噻烯类聚合物,再加入有机溶剂,所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、甲苯,1,4-二氧六环、1,2-二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙腈及四氢呋喃中的一种以上,在搅拌状态下升温进行聚合加热转化反应,得到反应母液;
(2)将步骤(1)所述反应母液溶解于有机溶剂中,然后加入沉淀剂中进行沉淀,收集沉淀物并室温干燥至恒重,即制得所述的聚噻吩类聚合物。
10.根据权利要求9所述的聚1,4-二噻烯类聚合物向聚噻吩类聚合物转化的方法,其特征在于,步骤(1)所述聚1,4-二噻烯在有机溶剂中的浓度为0.1-1.5mol/L;所述搅拌的转速为200-800rpm;所述聚合加热转化反应的时间为0.1-5h,所述聚合加热转化的温度为61-
150℃。

说明书全文

温度调控单质硫与活泼内炔聚合制备聚1,4-二噻烯和聚噻吩

的方法、相互转化以及应用

技术领域

[0001] 本发明属于高分子化学和材料学领域,具体涉及一种温度调控单质硫与活泼内炔聚合制备聚1,4-二噻烯和聚噻吩的方法、相互转化以及应用。

背景技术

[0002] 含硫聚合物在光电材料以及热电材料等方面有着广泛的应用。聚1,4-二噻烯由于其结构单元1,4-二噻烯是船型结构,含两个硫原子,容易发生化,易脱硫生成噻吩,现有的关于聚1,4-二噻烯的合成报道鲜有报道。聚噻吩也是一类有用的聚合物,在有机太阳能电池、发光二极管荧光检测以及生物传感中起着重要的作用,而聚噻吩的合成反应步骤繁琐,试剂毒性大,操作复杂,从而限制了这两种材料在工业中的广泛应用。因此,开发经济、绿色高效、操作简便的聚合方法,用于含硫的功能聚合物材料制备势在必行(Chem.Rev.2019,119, 11442-11509;Progress in Polymer Science 2013,38,2053-2069.)。

发明内容

[0003] 为了解决现有技术的缺点和不足之处,本发明的首要目的在于提供聚1,4- 二噻烯以及聚噻吩两类聚合物。
[0004] 本发明的另一目的为提供上述聚1,4-二噻烯以及聚噻吩两种聚合物的制备方法。
[0005] 本发明的再一目的为提供聚1,4-二噻烯向聚噻吩转化的方法并提供上述聚 1,4-二噻烯的应用。
[0006] 本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0007] 一、一种聚1,4-二噻烯类聚合物,具有如下通式所述的结构:
[0008]
[0009] 其中,n为2~300之间的整数;m为0~5之间的整数;R1为芳基或烷基,例如上面所列1-19的取代基团,R2、R3以及R4为芳基或烷基,例如上面所列 20-38的取代基团。
[0010] 一种聚1,4-二噻烯类聚合物的制备方法,包括如下步骤:
[0011] (1)在保护气体下,加入单质硫、炔以及,再加入有机溶剂,升温至 0-60℃,保持温度并搅拌进行聚合反应;
[0012] (2)待步骤(1)反应完全后,将反应母液溶解于有机溶剂中,然后将其加入到一定沉淀剂中进行沉淀,收集沉淀物并室温干燥至恒重,即制得所述的聚1,4-二噻烯类聚合物。
[0013] 优选的,步骤(1)所述的单质硫为升华硫。
[0014] 优选的,步骤(1)所述有机溶剂为二甲基亚砜。
[0015] 优选地,步骤(1)所述的碱为三乙胺,,碳酸钠,氢氧化钠,氢氧化钾,叔丁醇钾,乙醇钠、氟化铯或碳酸铯。
[0016] 优选地,步骤(1)所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺,二甲基亚砜,甲苯,1,4-二氧六环,1,2-二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,乙腈,四氢呋喃或者其混合溶液。
[0017] 优选的,步骤(1)所述活化炔:单质硫:碱的摩尔比为1:2~6:0.5~3。
[0018] 优选的,步骤(1)所述炔酮化合物在有机溶液的浓度为0.1~1.5mol/L。
[0019] 优选的,步骤(1)所述搅拌的转速为200~800rpm,所述聚合反应的时间为0.1~3h。
[0020] 优选的,步骤(1)所述的保护气体为氮气或稀有气体。
[0021] 优选的,步骤(2)所述有机溶剂为四氢呋喃。
[0022] 优选的,步骤(2)所述沉淀剂为甲醇。
[0023] 优选的,步骤(2)所述的室温干燥的温度为20~30℃。
[0024] 上述的聚1,4-二噻烯类聚合物在氧化物检测以及特异性识别中的应用。
[0025] 二、一种聚噻吩类聚合物,具有如下通式所述的结构:
[0026]
[0027] 其中,n为2~300之间的整数;m为0~5之间的整数;R1为芳基或烷基,例如上面所列1-19的取代基团,R2、R3以及R4为芳基或烷基,例如上面所列 20-38的取代基团。
[0028] 一种聚噻吩类聚合物的制备方法,包括如下步骤:
[0029] (1)在保护气体下,加入单质硫、炔酮以及碱,再加入有机溶剂,升温至 61-150℃,保持温度并搅拌进行聚合反应;
[0030] (2)待步骤(1)反应完全后,将反应母液溶解于有机溶剂中,然后将其加入到一定沉淀剂中进行沉淀,收集沉淀物并室温干燥至恒重,即制得所述的聚噻吩类聚合物。
[0031] 优选的,步骤(1)所述的单质硫为升华硫。
[0032] 优选地,步骤(1)所述的碱为三乙胺,碳酸钾,碳酸钠,氢氧化钠,氢氧化钾,叔丁醇钾,乙醇钠、氟化铯或碳酸铯。
[0033] 优选地,步骤(1)所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺,二甲基亚砜,甲苯,1,4-二氧六环,1,2-二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,乙腈,四氢呋喃或者其混合溶液。
[0034] 优选的,步骤(1)所述活化炔:单质硫:碱的摩尔比为1:2~6:0.5~3。
[0035] 优选的,步骤(1)所述炔酮化合物在有机溶液的浓度为0.1~1.5mol/L。
[0036] 优选的,步骤(1)所述搅拌的转速为200~800rpm,所述聚合反应的时间为0.1~3h。
[0037] 优选的,步骤(1)所述的保护气体为氮气或稀有气体。
[0038] 优选的,步骤(2)所述有机溶剂为四氢呋喃。
[0039] 优选的,步骤(2)所述沉淀剂为甲醇。
[0040] 优选的,步骤(2)所述的室温干燥的温度为20-30℃。
[0041] 三、一种聚1,4-二噻烯向聚噻吩转化的方法:
[0042]
[0043]
[0044] 其中,n为2~300之间的整数;m为0~5之间的整数;R1为芳基或烷基,例如上面所列1-19的取代基团,R2、R3以及R4为芳基或烷基,例如上面所列 20-38的取代基团。
[0045] 一种聚1,4-二噻烯向聚噻吩转化的方法,包括如下步骤:
[0046] (1)在聚合管中,加入聚1,4-二噻烯,再加入有机溶剂,升温至40~150℃,保持温度并搅拌进行聚合反应;
[0047] (2)待步骤(1)反应完全后,将反应母液溶解于有机溶剂中,然后将其加入到一定沉淀剂中进行沉淀,收集沉淀物并室温干燥至恒重,即制得所述的聚噻吩类聚合物。
[0048] 优选地,步骤(1)所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺,二甲基亚砜,甲苯,1,4-二氧六环,1,2-二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,乙腈,四氢呋喃或者其混合溶液。
[0049] 优选的,步骤(1)所述炔酮化合物在有机溶液的浓度为0.1~1.5mol/L。
[0050] 优选的,步骤(1)所述搅拌的转速为200~800rpm,所述聚合加热转化的时间为0.1~5h。
[0051] 优选的,步骤(2)所述有机溶剂为四氢呋喃。
[0052] 优选的,步骤(2)所述沉淀剂为甲醇。
[0053] 优选的,步骤(2)所述的室温干燥的温度为20~30℃。
[0054] 单质硫由于其来源广泛、价格低廉、化学性质丰富,受到化学家的广泛关注。
[0055] 本发明选取单质硫与活泼内炔作为底物,在碱的诱导下,在较低温度下即可高效生成聚1,4-二噻烯,在较高温度下可得到另一类聚合物聚噻吩。而且室温下得到的聚1,4-二噻烯在加热条件下,即可高效转变为聚噻吩。本发明仅通过碱诱导就将单质硫转化为两种含硫聚合物,不仅解决了工业副产物硫的大量堆积问题,而且反应条件温和,操作简单、绿色经济、节能环保,具有高反应效率、高原子经济性、高区域选择性的特点。合成的聚1,4-二噻烯和聚噻吩具有较高的热稳定性,并且聚1,4-二噻烯在氧化物的检测方面,聚噻吩在光电器件等领域具有一定的应用前景。
[0056] 与现有技术相比,本发明具有如下优点和有益效果:
[0057] (1)本发明的聚合条件温和、绿色经济、工艺简单、聚合效率高、原子利用率高、区域选择性好。
[0058] (2)本发明的制备方法无需金属催化剂,仅用碱就能实现炔酮和单质硫的聚合反应。
[0059] (3)本发明的制备方法通过温度调控就能实现聚1,4-二噻烯以及聚噻吩两类聚合物的合成。
[0060] (4)本发明实现了制得的聚1,4-二噻烯向聚噻吩的转化。
[0061] (5)本发明制得的聚1,4-二噻烯以及聚噻吩两类聚合物具有较高的热稳定性能。
[0062] (6)本发明制得的聚1,4-二噻烯类聚合物可以实现对氧化物的检测。附图说明
[0063] 图1为本发明实施例1制备的聚1,4-二噻烯、单体以及模型化合物在CDCl3中核磁共振氢谱对比图。
[0064] 图2为本发明实施例1制备的聚1,4-二噻烯、单体以及模型化合物在CDCl3中核磁共振碳谱对比图。
[0065] 图3为本发明实施例1制备的聚1,4-二噻烯、单体以及模型化合物的红外吸收光谱图。
[0066] 图4为本发明实施例1制备的聚1,4-二噻烯的热失重曲线图。
[0067] 图5为本发明实施例3制备的聚噻吩、单体以及模型化合物在CDCl3中核磁共振氢谱对比图。
[0068] 图6为本发明实施例3制备的聚噻吩、单体以及模型化合物在CDCl3中核磁共振碳谱对比图。
[0069] 图7为本发明实施例3制备的聚噻吩、单体以及模型化合物的红外吸收光谱图。
[0070] 图8为本发明实施例3制备的聚噻吩的热失重曲线图。
[0071] 图9为本发明实施例1制备的聚1,4-二噻烯加入氧化剂前后的荧光光谱图。

具体实施方式

[0072] 以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明,但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是,以下若有未特别详细说明之过程,均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,视为可以通过市售购买得到的常规产品。
[0073] 实施例1
[0074] 一种聚1,4-二噻烯类聚合物,其结构式如P1所示:
[0075]
[0076] 所述聚1,4-二噻烯类聚合物通过炔酮和单质硫直接反应制备得到,反应方程式如式(一):
[0077]
[0078] M1为升华硫,可由市场购得,本实例中购自广州牌化学试剂。M2为炔酮,其合成方法如文献所述(Macromolecules 2015,48,1941-1951);
[0079] 所述聚1,4-二噻烯类聚合物的合成步骤如下:
[0080] 在10毫升的聚合管中依次加入19.2mg(0.6mmol)单体M1和90.1mg(0.2 mmol)单体M2,再加入16.8mg(0.3mmol)氢氧化钾,然后抽真空换氮气3 次,用注射器注入0.67mL二甲基亚砜,室温反应,以300rpm的速率搅拌10min;反应结束后,将反应母液溶解于4mL四氢呋喃(THF)中,然后将其滴加到甲醇中,然后静置,过滤,洗涤、干燥,得到所述的聚1,4-二噻烯类P1。
[0081] 经测定分析,聚1,4-二噻烯P1的产率为87%,重均分子量为45500,分子量分布为2.09。该1,4-二噻烯类与其相应单体的核磁共振谱氢谱对比图(*代表溶剂峰)见图1,其核磁共振碳谱对比图如图2。其中,图2中碳谱中化学位移 192.20ppm处对应聚1,4-二噻烯C=O上碳原子的特征峰,炔酮单体中,C=O上碳原子178.05ppm的特征峰消失,碳-碳三键
93.82ppm、87.79ppm的特征峰消失,因此可以确定该聚合物为聚1,4-二噻烯。此外,图3为本发明实施例1制备的聚1,4-二噻烯及其相应单体以及模型化合物的红外吸收光谱图。从图3中也可以观测到碳-氧双键红外吸收峰由于其化学环境不同而发生波数的变化,碳-氧双键在单体中的红外吸收峰为1633cm-1,在聚合物中为1661cm-1,与模型化合物较为一致。并且在图3红外谱图中,可以明显观察到聚合物中并没有碳-碳三键的峰,说明其发生了转化。图
4为P1的热失重曲线,从图4可以看出,其在失重5%处对应的温度为310℃,表明聚1,4-二噻烯P1具有良好的热稳定性。
[0082] 实施例2
[0083] 一种聚1,4-二噻烯类聚合物,其结构式如P1所示:
[0084]
[0085] 所述聚1,4-二噻烯类聚合物通过炔酮和单质硫直接反应制备得到,反应方程式如式(一):
[0086]
[0087] M1为升华硫,可由市场购得,本实例中购自广州牌化学试剂。M2为炔酮,其合成方法如文献所述(Macromolecules 2015,48,1941-1951);
[0088] 所述聚1,4-二噻烯类聚合物的合成步骤如下:
[0089] 在10毫升的聚合管中依次加入19.2mg(0.6mmol)单体M1和90.1mg(0.2 mmol)单体M2,再加入22.4mg(0.4mmol)氢氧化钾,然后抽真空换氮气3 次,用注射器注入0.67mL二甲基亚砜,室温反应,以300rpm的速率搅拌30min;反应结束后,将反应母液溶解于4mL四氢呋喃(THF)中,然后将其滴加到甲醇中,然后静置,过滤,洗涤、干燥,得到所述的聚1,4-二噻烯P1。
[0090] 经测定分析,聚1,4-二噻烯P1的产率为96%,重均分子量为47600,分子量分布为3.32。
[0091] 实施例3
[0092] 一种聚噻吩类聚合物,其结构式如P2所示:
[0093]
[0094] 所述聚噻吩类聚合物炔酮和单质硫直接反应制备得到,反应方程式如式 (二):
[0095]
[0096] M1为升华硫,可由市场购得,本实例中购自广州牌化学试剂。M2为炔酮,其合成方法如文献所述(Macromolecules 2015,48,1941-1951);
[0097] 所述聚噻吩类聚合物的合成步骤如下:
[0098] 在10毫升的聚合管中依次加入19.2mg(0.6mmol)单体M1和90.1mg(0.2 mmol)单体M2,再加入16.8mg(0.3mmol)氢氧化钾,然后抽真空换氮气3 次,用注射器注入0.67mL二甲基亚砜,在80℃加热条件下,以300rpm的速率搅拌60min;反应结束后,将反应母液溶解于4mL四氢呋喃(THF)中,然后将其滴加到甲醇中,然后静置,过滤,洗涤、干燥,得到所述的聚噻吩P2。
[0099] 经测定分析,聚噻吩P2的产率为93%,重均分子量为20400,分子量分布为2.26。
[0100] 实施例4
[0101] 一种聚噻吩类聚合物,其结构式如P2所示:
[0102]
[0103] 所述聚噻吩类聚合物炔酮和单质硫直接反应制备得到,反应方程式如式 (二):
[0104]
[0105] M1为升华硫,可由市场购得,本实例中购自广州牌化学试剂。M2为炔酮,其合成方法如文献所述(Macromolecules 2015,48,1941-1951);
[0106] 所述聚噻吩类聚合物的合成步骤如下:
[0107] 在10毫升的聚合管中依次加入19.2mg(0.6mmol)单体M1和90.1mg(0.2 mmol)单体M2,再加入16.8mg(0.3mmol)氢氧化钾,然后抽真空换氮气3 次,用注射器注入0.67mL二甲基亚砜,在80℃加热条件下,以300rpm的速率搅拌30min;反应结束后,将反应母液溶解于4mL四氢呋喃(THF)中,然后将其滴加到甲醇中,然后静置,过滤,洗涤、干燥,得到所述的聚噻吩P2。
[0108] 经测定分析,聚噻吩P2的产率为98%,重均分子量为61400,分子量分布为4.12。
[0109] 该聚噻吩P2与其相应单体的核磁共振谱氢谱对比图(*代表溶剂峰)见图5,其核磁共振碳谱对比图如图6。其中,图6中碳谱中化学位移194.87ppm、190.07 ppm处对应聚噻吩C=O上碳原子的特征峰,并且与模型化合物中C=O双键 195.15ppm、190.40ppm相一致,炔酮单体中,C=O上碳原子178.05ppm的特征峰消失,碳-碳三键93.82ppm、87.79ppm的特征峰消失,因此可以确定该聚合物为聚噻吩。此外,图7为本发明实施例3制备的聚噻吩及其相应单体以及模型化合物的红外吸收光谱图。从图7中也可以观测到碳-氧双键红外吸收峰由于其化学环境不同而发生波数的变化,碳-氧双键在单体中的红外吸收峰为 1633cm-1,在聚合物中为1658cm-1,在模型化合物可以明显看到两个碳-氧双键的吸收峰1653cm-1和1624cm-1。并且在红外谱图中,可以明显观察到聚合物中并没有碳-碳三键的峰,说明其发生了转化。图8为聚噻吩P2的热失重曲线,从图8可以看出,其在失重5%处对应的温度为359℃,其热稳定性要稍优于聚 1,4-二噻烯P1。
[0110] 聚合物转化实验:
[0111] 所述聚1,4-二噻烯向聚噻吩转化,反应方程式如式(三):
[0112]
[0113] 所述聚1,4-二噻烯向聚噻吩转化的步骤如下:
[0114] 在10毫升的聚合管中依次加入102.8mg聚合物P1,然后加入3.0mL二甲基亚砜,在80℃加热条件下,以300rpm的速率搅拌6小时;反应结束后,将反应母液溶解于4mL四氢呋喃(THF)中,然后将其滴加到甲醇中,然后静置,过滤,洗涤、干燥,得到所述的聚噻吩P2。
[0115] 氧化剂实验:
[0116] 1,4-二噻烯其结构中含有两个硫原子,容易被氧化,从而影响其发光性质。因此,可以利用聚1,4-二噻烯在氧化剂存在的情况下,其结构变化从而导致发光性质的改变,由此可以用于氧化剂的特异性响应。
[0117] 如图9所示,聚1,4-二噻烯P1并不发光,加入间氯过氧苯甲酸m-CPBA以后,发光性能显著增强。聚1,4-二噻烯类聚合物在氧化剂存在情况下,能被氧化剂点亮。
[0118] 以上实施例仅为本发明较优的实施方式,仅用于解释本发明,而非限制本发明,本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。