[發明專利]齊聚噻吩衍生物電致變色材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710145989.9
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN107011318B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 劉平;李輝;曾金明;萬之君
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C07D333/24
• 分類號: C07D333/24;C09K9/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 許菲菲

本發明公開了齊聚噻吩衍生物電致變色材料及其制備方法；齊聚噻吩衍生物電致變色材料具有如下的分子結構：n＝1?3，m＝5?18。本發明分別以噻吩齊聚物三噻吩、六噻吩、九噻吩為原料，通過Vilsmeier?Haack反應在上述三種齊聚噻吩的末端引入兩個醛基；氰基乙酸先經過酯化，再與烷基胺反應生成2?氰基乙酰烷基胺；將上述二步反應的產物通過Knoevenagel縮合得到目標產物。本發明所制備的齊聚噻吩衍生物可以形成凝膠，用凝膠作為電致變色材料所制備的器件，不需要成膜的工藝，而且還可能解決由于使用液體電解質而容易使器件發生漏夜的問題。

技術領域

本發明涉及光電材料的技術領域，具體涉及一種齊聚三噻吩衍生物作為電致變色材料及其制備方法。

背景技術

自1977年日本科學家白川英樹、美國科學家A.J.Heeger、A.G.MacDirmid通過摻雜的方法使得聚乙烯導電，徹底打破了有機材料只能當作絕緣材料的傳統觀點，使得有機導電材料成為一個新興的研究領域。因而，衍生出了各種具有光電性能的材料。電致變色是指材料的光學屬性(透過率、吸收率等)在外加電場的作用下通過電荷的注入或抽出，而發生穩定的、可逆變化的現象。

Garnier，Druy和Seymour等人(BeaujugePM，Reynolds J R.Color Control inπ-Congjugated Organic Polymers for Use in Electrochromic Devices[J].ChemicalReviews.2010,110(1):268-320；Garnier F,Tourillon G.organic conducting polymersderived from substituted thiophenes as electrochromic material[J].J.Electroanal.Chem.1983,148(2):299-303.)制備了聚噻吩及其衍生物，并對聚噻吩、聚-(3，4-二甲基)噻吩、聚-(3-甲基)噻吩和聚-(2，2’)二噻吩的電致變色性能進行了測試。制備液態電致變色器件的結構為:ITO玻璃/電致變色材料/電解液/ITO玻璃。具體的器件制備方式如下：通過旋涂成膜的方法分別將所制備的聚噻吩及其衍生物在ITO玻璃上成膜，此ITO玻璃為一電極，另一片ITO玻璃為另一電極，通過密封膠將兩片ITO玻璃粘合，其中間空隙約0.5mm，再將電解液注入在兩片ITO玻璃的空隙中。按照以上文獻所制備的電致變色器件有兩個特點：一是電致變色材料必須成膜，二是器件中存在液態部分。但這樣帶來的問題有兩個，一是材料必須成膜。這無疑增加了制備器件的難度以及成本，二是若器件封裝的不夠好或者使用過程造成密封膠損傷都會帶來漏夜的風險，影響器件的性能。

發明內容

本發明的目的在于提供了新的可作為電致變色材料的齊聚噻吩衍生物；本發明所設計的齊聚噻吩衍生物分子結構包含噻吩結構單元，共軛性好，其末端帶有酰胺基，易產生分子之間的相互作用；同時本發明所制備的齊聚噻吩衍生物可以形成凝膠，用凝膠作為電致變色材料所制備的器件，不需要成膜的工藝，而且還可能解決由于使用液體電解質而容易使器件發生漏夜的問題。

本發明的另一目的還在于提供可作為電致變色材料的齊聚噻吩衍生物的制備方法。

共軛有機分子具有獨特的單雙鍵間隔排列的結構。通過對其分子結構的修飾，可以調控其能帶結構，從而改變其光吸收特征。噻吩是五元環結構，符合休克兒規則。其在摻雜與脫摻雜過程中表現出良好的環境穩定性和熱穩定性及結構的多樣性。本發明所設計的分子結構包含噻吩結構單元，共軛性好，其末端帶有氰基酰胺，易產生分子之間的相互作用。

本發明所述的齊聚噻吩衍生物電致變色材料的反應過程如下：

本發明目的通過如下技術方案實現：

齊聚噻吩衍生物電致變色材料，具有如下的分子結構：