聯(lián)苯醌型電子傳輸材料的合成與性能研究.pdf

1、聯(lián)苯醌化合物是一類重要的電子傳輸材料,具有穩(wěn)定的電子傳輸性能、優(yōu)良的感光性、較低的暗衰電位以及好的耐久性和重復(fù)性,但目前品種中存在的溶解性差及與樹脂的相溶性差等缺點(diǎn)限制了材料的實(shí)際應(yīng)用,同時(shí),產(chǎn)品合成工藝尚不成熟,收率較低,不能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。本論文研究開發(fā)了3,5-二甲基-3’,5’-二叔丁基聯(lián)苯醌和3-氯-3’,5,5’-三叔丁基聯(lián)苯醌兩種聯(lián)苯醌型電子傳輸材料的合成工藝,對(duì)3,3’,5,5’-四甲基聯(lián)苯醌的合成工藝進(jìn)行了放大研究,并

2、對(duì)材料的光電性能進(jìn)行了測試和比較。
　　 研究了加料方式、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、物料配比等對(duì)2,6-二甲基苯酚和2,6-二叔丁基苯酚氧化偶合反應(yīng)制備3,5-二甲基-3’,5’-二叔丁基聯(lián)苯醌的影響,確定了適宜合成工藝條件為:兩種原料在氯仿中的混合溶液滴加時(shí)間為2h,反應(yīng)溫度為50℃,反應(yīng)時(shí)間為4h,高錳酸鉀與兩種反應(yīng)物的摩爾比為8:1:1。產(chǎn)品HPLC純度99.53％,收率48.99％。
　　 探索了3,3’,5,5’-四

3、叔丁基聯(lián)苯醌經(jīng)脫叔丁基氯代反應(yīng)制備2-氯-2’,6,6’-三叔丁基聯(lián)苯酚,再經(jīng)氧化合成3-氯-3’,5,5’-三叔丁基聯(lián)苯醌的工藝路線,系統(tǒng)研究了脫叔丁基氯代和氧化反應(yīng)的影響因素。確定了脫叔丁基氯代反應(yīng)的最佳工藝為:在氮?dú)獗Ｗo(hù)下通入HCl氣體,溶劑四氯化碳用量為25mL／g原料,催化劑三氯化鋁與反應(yīng)物的摩爾比為0.77:1,反應(yīng)時(shí)間為10h,反應(yīng)溫度為15～20℃。氧化反應(yīng)最佳工藝條件為:溶劑氯仿用量為50 mL／g原料,氧化劑二氧化鉛

4、與反應(yīng)物的摩爾比為20:1,反應(yīng)溫度為50℃,反應(yīng)時(shí)間為3h。兩步反應(yīng)產(chǎn)品收率分別為62.47％和84.02％,產(chǎn)品HPLC純度分別為90.80％和99.13％,經(jīng)熔點(diǎn)、紅外、質(zhì)譜和核磁共振氫譜分析結(jié)構(gòu)正確。
　　 對(duì)以2,6-二甲基苯酚為原料合成3,3’,5,5’-四甲基聯(lián)苯醌的工藝進(jìn)行了放大研究,在1L的反應(yīng)瓶中,0.30mol原料、1.5mol高錳酸鉀、0.45L氯仿作溶劑、反應(yīng)溫度55℃、反應(yīng)時(shí)間8h的條件下,產(chǎn)品收率為

5、90.78％,純度99.42％,實(shí)現(xiàn)了每批32.68g的制備規(guī)模。
　　 對(duì)3,5-二甲基-3’,5’-二叔丁基聯(lián)苯醌、3-氯-3’,5,5’-三叔丁基聯(lián)苯醌、3,3’,5,5’-四甲基聯(lián)苯醌和3,3’,5,5’-四叔丁基聯(lián)苯醌等四種材料進(jìn)行了光電性能研究和比較。結(jié)果表明,3,5-二甲基-3’,5’-二叔丁基聯(lián)苯醌和3-氯-3’,5,5’-三叔丁基聯(lián)苯醌與樹脂有較好的相溶性,充電電位高,殘余電位低,具有較好的光敏性。