北方伟业计量集团有限公司
五步合成法
第一步:硫代二甘酸与乙醇反应得到硫代二甘酸二乙酯;
第二步:再与草酸二乙酯、乙醇钠反应,得到2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二羟基钠噻吩;
第三步:在二卤代烷烃的作用下,生成2,5-二羧酸二乙酯-3,4-乙撑二氧噻吩;
第四步:分别通过碱化与酸化作用,得到2,5-二羧基-3,4-乙撑二氧噻吩;
第五步:加入喹啉等溶剂和铜等催化剂进行脱羧反应,得到最终产物EDOT。合成路线如下图所示[1]:
该合成方法工艺较为成熟,但反应路线太长,导致终产物EDOT收率偏低、中间体提纯分离比较繁琐等问题。此外原料硫代二甘酸也不易购买。因此研究人员对其进行了改进[2],采用氯乙酸乙酯为原料,通过Claisen酯缩合、酰氯化,壳聚糖酰胺化-氧烷计划联合反应,再与1,2-二溴乙烷在DMF中发生O-烷基化反应,然后通过酸性水解、脱羧反应制备得EDOT。整个合成过程所需时间短,不需要使用相转移催化剂,反应在均相体系中进行,总产率达36.3%。
四步合成法
第一步:以噻吩和液溴为原料,通过溴代反应生成四溴噻吩;
第二步:四溴噻吩经锌还原为3,4-二溴噻吩;
第三步:3,4-二溴噻吩经烷基氧化得到3,4-二甲氧基噻吩;
第四步:3,4-二甲氧基噻吩经醚交换得到EDOT。合成路线见下图[3]:
此路线反应效率较低,经过优化之后最后一步的收率为60%左右。会产生试剂的浪费,反应过程产生有毒的溴化氢气体,需要大量碱液来处理,后处理工艺复杂。
两步合成法
第一步:以2,3-二甲氧基-1,3-丁二烯为原料制备3,4-二甲氧基噻吩;
第二步:再将3,4-二甲氧基噻吩与乙二醇于甲苯中反应,得到EDOT。
从工业生产的角度看,两步法效率较高,但是第一步反应操作烦琐,容易发生副反应,且产率较低。刘湘鄂[4]等人对两步法进行了改进,采用3,4-二溴噻吩与甲醇钠反应制备3,4-二甲氧基噻吩。并且反应中采用的化学试剂性质稳定,不需要特殊操作,副产物少,收率相对较高(45%),反应可控性高。
一步合成法
用四丁基碘化铵作催化剂,正己烷作溶剂,从2,3-二甲氧基-1,3-丁二烯衍生物出发,采用微波辐射一锅法成功合成了一系列3,4-乙撑二氧噻吩类化合物[5]。具有操作简单、条件温和、收率高(可达50%以上)和环境友好等优点。
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