[发明专利]手性聚（3,4-乙撑二氧噻吩）衍生物单体和聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机导电高分子领域，特别涉及一种手性聚（3,4-乙撑二氧噻吩）衍生物单体和聚合物及其制备方法。

背景技术

在分子水平上，手性在自然界中是非常普遍的。很多重要的生物化合物都是手性的，比如天然氨基酸、简单的糖类等，更重要的是，它们只存在一个旋光对应异构体（镜像）结构。在重要的生物高分子（如蛋白质、核酸和DNA等）中，螺旋手性也是普遍存在的，它使动植物在代谢过程中显示出独特的特异性。在生物体内，各种酶的活性位点只能结合底物中特定手性的旋光异构体。因此，在手性药物和杀虫剂等实际应用中，手性的控制是非常重要的因素。几十年来，科学家们在手性高分子的设计合成中倾注了大量精力以达到模仿生物高分子特异性的目的。他们设计并合成了大量的手性高分子并探究出它们在多方面的应用，例如在手性传感器、手性催化剂、手性药物对映体的色谱分离等领域。

与常规高分子材料相比，功能化高分子材料常表现出与众不同的光电磁性质。这些独特的性质引起了人们的广泛关注，成为材料界的研究热点之一。近年来，导电分子的研究如火如荼。此类高分子具有金属或者半导体的电导率，以及聚合物的比重轻、可加工性良好的特点，被称为新一代高分子材料。由于导电高分子的发现和发展对于理论和实际应用的重大意义，MacDiarmid，Heeger和Shirakawa三位科学家共同获得了2000年的诺贝尔化学奖。

目前导电高分子材料是有机光电子领域中的重要材料来源，其分子设计和性能调控是今后的发展趋势。Baughman等首先通过对在吡咯N-中心处共价连接手性取代基的吡咯单体，然后进行电化学聚合而制得手性的聚吡咯。之后，Delabouglise及Garnier等对在吡咯3-位处带有氨基酸取代的吡咯单体进行了电聚合反应。近年来，通过类似的电聚合法而制得的含有L-(-)-乳酸乙酯的光学活性聚吡咯，可以作为手性诱导剂--对应映选择识别的能力。氨基酸是生物体内必须的化合物，并且几乎所有的氨基酸都具有旋光性。若将旋光单一的氨基酸接到聚合前驱体上来制备导电高分子，则生成的导电高分子会具有较强的旋光度，较好的生物兼容性，且具有良好的电学性能或光学性能以及其他一些意想不到的优良性质，这些材料将会开拓更多、更新的应用领域。

聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）是一种噻吩系列导电衍生物，其以优异的环境稳定性、高电导率（>102 S/cm）以及较高的可见光透过率（>80%），引起了广泛关注，并已广泛应用于各个领域。但至今关于用手性氨基酸对单体3,4-乙撑二氧噻吩（EDOT）功能化为手性分子并进行电聚合还未见报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种手性聚（3,4-乙撑二氧噻吩）衍生物单体和聚合物及其制备方法。

本发明的手性聚（3,4-乙撑二氧噻吩）衍生物单体，其结构式如下：

                                                 ，

名称简写为：EDOT-Boc-Ala 。

本发明的手性聚（3,4-乙撑二氧噻吩）衍生物单体的聚合物，其结构式如下：

，

名称简写为：PEDOT-Boc-Ala 。

本发明的手性聚（3,4-乙撑二氧噻吩）衍生物单体的合成方法是：

（1）以3,4-二溴噻吩为起始原料，于甲醇钠溶液中用甲氧基取代溴；（2）在酸催化下与二醇环合制备出氯甲基-EDOT (DOT-MeCl)；（3）与醋酸钠酯化后水解制备出羟甲基EDOT (EDOT-MeOH)；（4）EDOT-MeOH与N-Boc保护的氨基酸酯化制备出单体EDOT-Boc-Ala 。

本发明的手性聚（3,4-乙撑二氧噻吩）衍生物单体的聚合物制备方法是：上述EDOT-Boc-Ala以二氯甲烷作为电解液，四氟化硼四丁基铵为电解质，搅拌均匀通氩气保护后，室温下采用三电极体系，以铂丝为参比电极，两个铂片分别为辅助电极和工作电极，施加恒电压，在电极上得到聚合物PEDOT-Boc-Ala。

本发明的手性聚（3,4-乙撑二氧噻吩）衍生物单体的聚合物主要用于手性诱导剂、手性催化剂、手性药物对映体的色谱分离等。

本发明的手性PEDOT衍生物的优点主要有以下几个方面：

（1）通过共价键将手性的氨基酸与EDOT衍生物连接，从而制备得到手性单体化合物，经测定单体的比旋度为[α]^20.0=-30.77°；