[發明專利]含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410315137.6
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104072474A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 牛海軍;溫海林;馬曉川;吳曉彤
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: C07D333/38
• 分類號: C07D333/38;C09K9/02;G02F1/155
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及電致變色材料及其制備方法，具體涉及含有三芳胺的共軛型噻吩酰胺材料及其制備方法。

背景技術

噻吩是一個著名的空穴傳輸和電致發光單元，由于其優異的光電性能如光電導、電致發光、光致變色特性，因此在分子的主鏈或側鏈引入噻吩基團受到了很大的關注。在電致變色材料中，噻吩衍生物是常用的空穴傳輸材料和電致變色母體材料。

雖然電致變色性能的聚合物種類多，但是雙噻吩三苯胺酰胺類小分子電致變色的種類少。現有的含噻吩類的電致變色材料仍然存在合成復雜，難以成膜加工，光電變色響應靈敏度低和熱穩定性差的問題。三苯胺衍生物具有高導電率、良好的熱穩定性，通過酰胺鍵可以將噻吩與三苯胺衍生物依靠化學鍵結合起來，由于三苯胺單元的較強供電子能力及良好的電致變色性能，可以有效地調控噻吩單元的變色電壓，變色范圍和變色效率。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有酰胺類電致變色材料的合成復雜、熱穩定性差和電變色響應靈敏度低的問題，而提供含噻吩的三苯胺基芳香酰胺及其制備方法和應用。

本發明含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺的結構式如下：

其中的Ar代表為

本發明含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺的制備方法按下列步驟實現：

一、將二胺單體和三乙胺溶于DMF(二甲基甲酰胺)有機溶劑中，然后置于三口瓶中通入氮氣攪拌均勻，得到混合液A；

二、將α-噻吩酰氯溶于DMF有機溶劑中，得到混合液B，在冰水浴條件下，按二胺單體與α-噻吩酰氯的摩爾比為1mol︰(2～3)mol將混合液B滴入裝有混合液A的三口瓶中，通入氮氣在室溫下反應2～5h，然后加熱至回流繼續反應10～12h，冷卻至室溫得到反應液；

三、將步驟二得到的反應液倒入蒸餾水中，靜置后過濾收集固相物，固相物烘干后經柱層析分離，再用無水乙醇重結晶，得到含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺；

其中步驟一所述的二胺單體為

本發明含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺作為電致變色材料應用于電致變色器件中。

本發明含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺的制備工藝簡單，芳香酰胺中形成的C＝O雙鍵結構，雙鍵連接著苯環形成大的共軛結構，使得電子云可以在很長的分子鏈中傳輸，容易發生光吸收，而且在氧化后導致顏色發生變化，并且還可以發生可逆的顏色變化。同時該含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺的電變色響應靈敏度較高。

本發明的含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺在0～2.0V電壓下，對于具有雙三苯胺結構含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺未施加電壓前在361nm和1251nm處有吸收峰,且此時的化合物顯示為黃色；當電壓升高至0.0V～0.9V在361nm處吸收峰下降，此時的化合物開始變色，黃色變為綠色；當電壓升高至0.9V～2.0V時在502nm和962nm有兩個峰出現并升高，同時在361nm處吸收峰繼續下降，此時的化合物開始變色，呈現出棕紅色。說明化合物具有很好的電致變色性能；而對于具有單個三苯胺結構含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺未施加電壓前在354nm和1234nm有吸收峰，顯示為黃色，隨著電壓的升高，在電致變色測試中有一峰770nm出現并升高，顯示為紅色。

三苯胺衍生物與雙噻吩反應形成非共平面的化合物能夠有效地提高在溶液中的溶解性，并提高噻吩的耐熱性。三苯胺衍生物易于制備，因此通過此發明可以使反應易于合成，分子易于溶解更易成膜，并且耐熱性能和電致變色性能得到了提高。利用N,N′-二(β-萘基)-N,N′-二(4-苯胺)對苯二噻吩酰胺反應生成的含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺材料在溫度達到440℃時，失重為5％；在溫度達到487℃時，失重為10％；在溫度達到700℃時，失重為50％。因此，含噻吩的三苯胺基共軛型芳香酰胺具有良好的耐高溫性能，適合在電致變色器件中使用。

附圖說明

圖1為實施例一制備得到的N,N′-二(β-萘基)-N,N′-二(4-苯胺)對苯二噻吩酰胺的核磁共振譜圖；

圖2為實施例一制備得到的N,N′-二(β-萘基)-N,N′-二(4-苯胺)對苯二噻吩酰胺的紅外譜圖；

圖3為實施例二制備得到的N,N′二苯基-N,N′-二(4-苯胺)聯苯二噻吩酰胺的核磁共振譜圖；

圖4為實施例二制備得到的N,N′二苯基-N,N′-二(4-苯胺)聯苯二噻吩酰胺的紅外譜圖；

圖5為實施例三制備得到的N,N′-二(α-萘基)-N,N′-二(4-苯胺)聯苯二噻吩酰胺的核磁共振譜圖；