一種綠色聚噻吩類電致變色材料及其制備方法與組件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種新型的如式Ⅰ所示的可溶性綠色聚噻吩類電致變色材料，為聚[2,3-二（3,4-二烷氧基苯基）-5,8-二（3,4-乙撐二氧噻吩基）喹喔啉]；該材料色彩可以在綠色和透明之間轉化，聚合物材料可以溶于極性有機溶劑，可由溶液旋涂或者噴涂于ITO玻璃表面形成薄膜，可用于電致變色窗，后視鏡，電致變色顯示器等裝置。
【專利說明】一種綠色聚噻吩類電致變色材料及其制備方法與組件
【技術領域】
[0001]本發明涉及電致變色材料領域，特別涉及一種可溶性綠色聚噻吩類電致變色材料及其制備方法與組件。
【背景技術】
[0002]電致變色材料是近年來材料科學研究的熱點之一。與無機、有機小分子電致變色材料相比，聚合物電致變色材料優勢在于較好的著色效率；快速的電致變色響應；良好的化學穩定性；易于制備；較高的循環壽命；色彩記憶功能；顏色深淺可以調節等。
[0003]導電聚合物主鏈剛性常使聚噻吩具有不溶不熔的特性，傳統方法采用電化學聚合于電極表面形成聚合物薄膜。但是電化學聚合難以進行大面積電致變色器件制備。近年來研究工作者們通過化學修飾方法為聚噻吩類衍生物引入不同形式的側鏈基團，減弱聚合物分子鏈間的相互作用，使聚合物獲得在有機溶劑中的溶解性，實現了聚噻吩類電致變色材料的可噴涂操作。
[0004]三基色中，各國科學家對藍色和紅色聚噻吩類電致變色材料的研發成功較早，而第一種綠色聚噻吩類電致變色材料直到2004年才由Wudl等合成成功，但是具有可溶性，可噴涂成膜的綠色聚噻吩類電致變色材料的種類較少，已有的綠色聚噻吩類電致變色材料普遍透過率差值較低，循環壽命短。
[0005]國內關于綠色聚噻吩類化合物電致變色材料及其相關制備方法和應用的研究鮮有報道，有鑒于此，特提出本發明。

【發明內容】

[0006]本發明的第一目的在于提供一`種新型的可溶性綠色聚噻吩類電致變色材料，其色彩可以在綠色和透明之間轉化，聚合物材料可以溶于極性有機溶劑，可由溶液旋涂或者噴涂于ITO玻璃表面形成薄膜，可用于電致變色窗，后視鏡，變色顯示器等裝置，具有驅動電壓低，響應時間快，氧化態透明且透過率高等特點。
[0007]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0008]一種如式I所示的綠色聚噻吩類電致變色材料，為聚[2，3- 二(3，4- 二烷氧基苯基)-5，8- 二( 3，4-乙撐二氧噻吩基)喹喔啉]，
[0009]
【權利要求】
1.一種如式I所示的綠色聚噻吩類電致變色材料，為聚[2，3-二(3，4-二烷氧基苯基)-5，8- 二(3，4-乙撐二氧噻吩基)喹喔啉];
2.如權利要求1所述的綠色聚噻吩類電致變色材料，其特征在于，所述材料為如式II所示的聚[2，3- 二(3，4- 二 (十二烷氧基)苯基)_5，8- 二(3，4-乙撐二氧噻吩基)喹喔啉]
3.權利要求1或2所述綠色聚噻吩類電致變色材料的制備方法，包括:步驟1:鄰苯二酚與烷基鏈長在8~14之間的烷基溴在氫氧化鉀作用下發生反應得到1，2- 二烷氧基苯，為化合物I ; 步驟2:將化合物I和草酰氯在無水氯化鋁的作用下發生親電取代反應得到1，2- 二(3，4- 二烷氧基苯基)-1, 2- 二酮，為化合物2 ； 步驟3:將2，I, 3-苯并噻二唑與溴素發生鹵代反應反應得4，7- 二溴-2，I, 3苯并噻二唑，為化合物3 ;步驟4:化合物3與硼氫化鈉發生還原反應得3，6- 二溴鄰苯二胺，為化合物4 ； 步驟5:將化合物2和化合物4在對甲苯磺酸催化下反應得到2，3- 二(3，4- 二烷氧基苯基)-5，8- 二溴代喹喔啉，為化合物5 ； 步驟6:將3，4-乙撐二氧噻吩與正丁基鋰和三丁基氯化錫反應得到2-三丁基錫_3，4-乙撐二氧噻吩，為化合物6 ； 步驟7:將化合物5和化合物6在雙三苯基膦二氯化鈀或者醋酸鈀的催化下發生stille偶聯反應得到2，3_ 二(3，4- 二烷氧基苯基)-5，8- 二(3，4-乙撐二氧喔吩基)喧喔啉，為化合物7 ; 步驟8:將化合物7在三氯化鐵催化氧化的條件下發生聚合反應，得到通式I所示化合物聚[2，3- 二( 3，4- 二烷氧基苯基)-5，8- 二( 3，4-乙撐二氧噻吩基)喹喔啉]。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟I中鄰苯二酚與烷基溴的用量比為1:2~1:4、反應溶劑為乙醇、反應溫度為60~80°C,反應時間為4~10小時。
5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟2中化合物I和無水氯化鋁的用量比為1:1~1:2、化合物I和草酰氯的用量比為1:0.5~1:0.6、反應溶劑為三氯甲烷，反應溫度為0°C，反應時間為18~24小時。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟3中2，1，3-苯并噻二唑和溴素的用量比為1:2~1:4、反應溶劑為質量濃度為14%的氫溴酸的水溶液、反應溫度為80~100°C，反應時間為8~12小時。
7.根據權利要求3`所述的制備方法，其特征在于:所述步驟4中化合物3和硼氫化鈉的用量比為1:5~1:10、反應溶劑為乙醇,反應溫度為室溫。
8.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟5中化合物2和化合物4的用量比為1:1~1:1.2、催化劑為對甲苯磺酸、反應溶劑為三氯甲烷或者乙醇，催化劑的用量為化合物4的5%~10%、反應溫度為60~80°C，反應時間為10~12小時。
9.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟6中3，4-乙撐二氧噻吩和正丁基鋰的用量比為1:1~1: 1.2，反應條件為-78°c攪拌0.5~I小時；3，4-乙撐二氧噻吩和三丁基氯化錫的用量比為1:1~1:1.2，反應條件為室溫反應16~24小時。
10.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟7中化合物5和化合物6的用量比為1:2~1:2.5，反應溶劑為無水四氫呋喃，催化劑為雙三苯基膦二氯化鈀或醋酸鈕，催化劑的用量為化合物5的5%~10%，反應溫度為70~100°C，反應時間為24~48小時。
11.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟8中化合物7和三氯化鐵的用量比為1:3~1:5，反應條件為室溫攪拌，反應時間為24~48小時。
12.權利要求1所述綠色聚噻吩類電致變色材料在制造電致變色裝置中的應用。
13.含有權利要求1或2所述綠色聚噻吩類電致變色材料的組件。
14.根據權利要求13所述的組件，其特征在于:所述的組件為電致變色薄膜。
【文檔編號】C09K9/02GK103772664SQ201310658615
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】徐春葉, 米賽, 鄭建明 申請人:京東方科技集團股份有限公司, 中國科學技術大學