1. 研究目的与意义

聚噻吩及其衍生物的主链结构以α-α链接方式为主。聚噻吩结构的刚性较强,为提高其加工性能,常以β位被取代的噻吩作为单体进行聚合,得到聚噻吩衍生物。它具有π共轭体系,十分稳定,可在空气中长期保存。在实际应用中，聚噻吩作为重要的光电材料，其导电机理研究是比较成熟的。通过掺杂向其共轭的π轨道引入或去除电子，可以改变载流子的浓度以及分子链上的电荷迁移速率。聚噻吩的侧链引入亲水性取代官能团对聚噻吩的极化掺杂性质有重要影响。醇胺基作为强给电子取代基可使聚噻吩氧化掺杂电位负移，有利于降低聚噻吩存储器件的写入和擦除电压。同时，醇胺基基作为亲水性基团，能提高器件高分子层之间的粘附性，从而能利用简单的旋转涂膜的方法制备器件。醇胺基的引入改善了聚噻吩的原有性能，而且因纳米效应及聚噻吩与烷氧基之间的协同作用，使得复合材料的性能优于单一组分性能的简单加和，甚至展示出新的功能。因此，研究亲水性醇胺基聚噻吩作为阻变型聚合物存储材料具有重大的学术价值和潜在的重要实际意义。

2. 国内外研究现状分析

1.1 聚噻吩的概况

导电聚唾吩因具有类似芳香环的结构，有很好的环境稳定性、易于制备、掺杂后具有很高的导电性和发光性能等特点而备受关注。并且作为高分子材料的一种，聚噬吩具有极其小的尺寸、丰富潜在的功能，导电能力可以从绝缘到接近金属范围内调控,并且经过加工还可以赋予材料以电学、光学及力学等特性在3-位引入侧链，根据侧链的不同,聚噻吩的溶解性以及电化学性质有较大的区别。由于聚噻吩具有良好的可加工性能和稳定性，因而在以下方面都具有良好的应用前景:非线性光学材料、发光材料、导电材料、电磁屏蔽材料、电池材料、微波吸收材料、新型记忆材料^[1]及人造器官等。迄今为止,在非线性光学器件、电导体、光阻、热色现象、电磁屏蔽材料^[2]人造肌肉组织、微波吸收材料、光电池、影像材料^[3]、光质调节器、纳米光电设备等研究中，聚噻吩及其衍生物是最有应用前景的共轭高分子材料之一。

1.2 聚噻吩及其衍生物的结构及性能

聚噻吩的结构决定了其性能。未取代的聚噻吩是不溶不熔的，这使得其应用受到很大限制，在噻吩环的3-位或和4-位上加上适当的取代基(如烷基、烷氧基、醇胺基等)后就可使得到的聚噻吩衍生物可溶，并可调节其电子能级。因此近年来对聚噻吩的研究主要集中在各种聚噻吩衍生物的制备、表征及其光电性能上。由电化学合成的聚2,5-噻吩处于电化学掺杂状态，主链上带有正电荷，电导率达102～103 s/cm。将取代基引入噻吩获得的聚噻吩体系，可像肥皂一样溶于水中一样得到呈液晶状态的混浊溶液。将该溶液置于磁场中，经脱水获得的聚噻吩纤维的电导率仅比铜低一个数量级。聚噻吩具有良好的稳定性，在高温、强酸、强碱、某些有机溶剂或者暴露在空气中，聚噻吩都能保持其性质稳定；聚噻吩有较好的电化学性,它的导电性能良好，电导率也高，但是随着取代烷基的增大,导电能力会有所降低；聚噻吩有较强的溶解性，随着取代烷基的增大，溶解性增强，聚噻吩具有良好的可加工性能，噻吩的β位活性较强，所以很容易引入取代基,聚合后所得到的聚噻吩衍生物具有良好的柔性,便于加工成型。聚噻吩及其衍生物的性质主要表现为：

（1）良好的稳定性：聚噻吩在高温条件下，或是在强酸，强碱及某些有机溶液中，亦或是暴露在空气中，都能保持性质稳定。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）以对甲苯磺酰氯为原料，选用三乙胺作为催化剂，与四甘醇反应，合成中间体2-[2-2-(2-(羟乙氧基(2-羟乙氧基)乙氧基]乙基-4-甲基苯磺酸酯；

（2）与三甲氧基噻吩反应得到2-(2-(2-(2-(噻吩-3-基氧基)乙氧基)乙氧基)-4-甲基苯磺酸酯；

（3）与二乙醇胺反应得到3-(2-(2-(2-(2-(二乙醇胺基)乙氧基)乙氧基)乙氧基)噻吩单体；

（4）通过无水fecl₃化学氧化的方法得到支链含有二乙醇胺基的聚3-(2-(2-(2-(2-(二乙醇胺基)乙氧基)乙氧基)乙氧基)噻吩；

4. 研究创新点

设备简单、反应条件易达到、操作简单，合成产物产率高；

噻吩环上氢原子被长链烷基、烷氧基、醇胺基等基团取代后可以显著改善聚合物的溶解性；

原料来源广泛。