3,4-二甲氧基噻吩的一种合成方法

2024/1/4 8:48:00

背景技术

3,4-二甲氧基噻吩(EMOT)的聚合物PEMOT具有导电率高、透明性好、稳定性高、易于加工等多种优点,并用于有机薄膜太阳能电池材料、固体电容器、导电油墨、OLED材料、电致变色材料、防静电材料、新型电磁屏蔽材料等多种领域,因此市场对3,4-二甲氧基噻吩的需求日益增大。

3,4-二甲氧基噻吩

目前工业化生产的方法主要有:(1)以3,4-二溴噻吩、甲醇钠为原料在催化剂的条件下合成3,4-二甲氧基噻吩,但是此路线合成的原料3,4-二溴噻吩较贵,生产成本较高;(2)以丁二酮、原甲酸三甲酯和浓硫酸反应生成2,3-二甲氧基-1,2-丁二烯,再加入乙酸钠和二氯化硫成环反应生成产品,但是此路线仍存在原料较贵,生产成本较高的缺点,且产生的废硫酸处理需要消耗大量的人力物力,极易造成严重的环境污染;(3)以硫代二甘酸二甲酯、草酸二甲酯、甲醇钠为原料成环,再经过甲基化,脱酯基得产品;该方法中的甲基化步骤以硫酸二甲酯为甲基化试剂,18-冠-6为催化剂用量大且价格较贵,不适用于工业化大生产;而在文献Tetrahedron,60 (47),10671-10680(2004)中的甲基化试剂为硫酸二甲酯,而硫酸二甲酯又是回流溶剂,此反应中硫酸二甲酯的用量太大,且硫酸二甲酯沸点高,能耗太大,不利于工业化大生产;而且,该方法中由3,4-甲氧基噻吩-2,5-二羧酸二甲酯生成3,4-二甲氧基噻吩的过程中都是先经过加入碱和水皂化反应生成3,4-二甲氧基噻吩-2,5-二羧酸,再经高温加入催化剂脱羧后得到产品,所使用的催化剂成本高,易造成环境污染。

合成方法

于146.6g3,4-二羟基噻吩-2,5-二羧酸二甲酯二钠盐中加入293.2g乙二醇二甲醚,加热至70℃时滴加80.3g硫酸二甲酯,在滴加硫酸二甲酯的过程加入氢氧化钠使反应体系PH值在8-10,加完硫酸二甲酯后升温至85℃,保温反应5小时;反应结束后回收乙二醇二甲醚,加水打浆,过滤得120.4g3,4-甲氧基噻吩-2,5-二羧酸二甲酯,气相色谱法检测,收率为87.2%;

将280mL十二烷基苯加入上述反应得到的3,4-二甲氧基噻吩-2,5-二羧酸二甲酯中,然后加入质量分数为50wt%的氢氧化钠水溶液使反应体系的pH在12-14,加热至200℃,搅拌反应3小时,反应结束后,用质量分数为50wt%的硫酸水溶液酸化至pH为1-2,静置分层,有机相减压蒸馏,得到77.7g3,4-二甲氧基噻吩-2-甲酸,气相色谱法检测,收率为95.2%;

将193mL三乙醇胺加入上述反应得到的3,4-甲氧基噻吩-2-甲酸中,减压至8mmHg,并加热至200℃,反应3小时,得到53.6g3,4-二甲氧基噻吩,气相色谱法检测,收率为96.9%。

参考文献

[1] 贝利化学(张家港)有限公司. 一种合成3,4-二甲氧基噻吩的方法:CN201711296825.2[P]. 2018-04-24. 

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