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研究生: 張維倫
Jhang, Wei-Lun
論文名稱: 3-芐基-2-溴噻吩之酸催化聚合及共聚合之研究
The Study of Acid-catalyzed Polymerization and Copolymerization of 3-Benzyl-2-bromothiophene
指導教授: 韓建中
Han, Chien-Chung
口試委員: 彭之皓
Peng, Chi-How
白孟宜
Bai, Meng-Yi
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 192
中文關鍵詞: 導電高分子酸催化聚合法烷基聚噻吩鏈式聚合嵌段共聚物位向選擇性
外文關鍵詞: Conduction Ploymers, Acid-catalyzed Polymerization, Poly(alkylthiophene)s, Chain Growth Polymerization, Block Copolymer, Regioselectivity
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  • 本篇論文針對長碳鏈噻吩進行酸催化聚合時,在反應過程中為了提升產率而增加單體濃度或提高溫度皆可能會出現不溶之凝膠的現象進行改良,藉由在噻吩3號位上做側鏈修飾,引入立體障礙稍大的官能基,來避免其交聯化而產
    生網狀結構。基於以上動機,我們合成了3-苄基-2-溴噻吩做一系列的酸催化聚合實驗探討。
    首先,為了找出3-苄基-2-溴噻吩最佳化聚合條件,我們透過改變反應濃度、反應溫度、酸催化當量數等條件,觀察其聚合情形並透過UV-Vis、GPC、NMR、MALDI-TOF等儀器的輔助進行分析,探討其聚合行為。同時也嘗試不同的質子酸,了解質子酸的作用及其對酸聚合反應的影響。
    接著我們在3-苄基-2-溴噻吩的聚合情形中,觀察到其具有活性聚合的特性:「只要反應溶液中還有單體或存在聚合鏈,高分子鏈就會不斷地持續增長。」藉由此特性可以合成出材料性能較單一均聚物多元的嵌段共聚物 (block copolymer)。
    之後我們使用不同溶劑將poly(3-benzylthiophene)進行一系列的溶解度測試,發現使用poly(3-benzylthiophene)對其微溶的溶劑進行沉澱析出時,可以使寡聚物溶於該溶劑,因此收集到的高分子鏈鏈較長,分子量較平均,PDI較為集中。最後利用本實驗的酸聚合法成功將3-苄基-2-溴噻吩及2-溴-3-戊基噻吩進行共聚,合成出poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene)。


    In this thesis, when the acid-catalyzed polymerization of alkyl group on third position of thiophene is carried out, an insoluble gel will occur. By modifying a side chain on third position of thiophene and introducing a functional group having a slightly larger steric hindrance in order to avoid cross-linking and a network structure happening. In view of above mentioned reasons, we synthesized 3-benzyl-2-bromothiophene to observe an unusual acid-catalyzed polymerization appearance.
    With a view to finding out the optimized polymerization conditions for 3-benzyl-2-bromothiophene, we focus on changing monomer concentrations, reaction temperature, equivalents of acid and using different protic acids to understand the effects of them on polymerization. By doing so, we can observe its polymerization behavior and realize how the reaction going.
    For the polymerization part, we found the property of living polymerization: "As long as there are monomers or polymer chains in the solution, the polymer chains can continue to grow gradually. " With this property, we can make a novel block copolymer which is multi-functioning material.
    We run the solubility test of poly(3-benzylthiophene) with series of different organic solvents. With some specific solvents that the oligomer could be dissolved in, on the other hand, the polymer could not. Then the polymer having longer chain could be collected by the difference in sloubility. If so then we can get higher conjugation, Mn, Mw, and lower PDI.
    Finally, we synthesized poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) successfully via acid-catalyzed polymerization technique, this method can be potential and developmental in the future.

    本文目錄 摘要 I Abstract II 謝誌 III 本文目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 XIV 附錄目錄 XVI 第一章 緒論 1 1-1 前言 2 1-2 導電高分子的發展 3 1-3 導電高分子的導電原理 5 1-4 導電高分子的應用 9 1-5 傳統聚噻吩的合成 10 (一) McCullough合成法 12 (二) GRIM合成法 12 (三) Rieke合成法 14 (四) Stille與Suzuki合成法 15 1-6 酸催化聚合法 16 1-7 聚噻吩之位向選擇性特徵 19 (一) 共平面性 20 (二) 導電度 20 (三) UV-vis吸收波長 21 (四) NMR光譜 21 1-8 共聚物之簡介 26 1-9 逐步聚合與鏈式聚合 27 1-10 研究動機 28 第二章 實驗內容 29 2-1 藥品 30 2-2 儀器設備與分析、計算方法 33 2-3 化合物的結構、代號、英文名稱 39 2-4 3-烷基噻吩的合成與溴化 40 (一) 化合物1,3-benzylthiophene,合成步驟 40 (二) 化合物2,3-benzyl-2-bromothiophene,合成步驟 43 (三) 化合物3,3-pentylthiophene,合成步驟 45 (四) 化合物4,2-bromo-3-pentylthiophene,合成步驟 48 (五) 化合物5,3-benzyl-2-methoxythiophene,合成步驟 50 2-5 2-溴-3-烷基側鏈噻吩單體之聚合 52 (一) 聚合物1,poly(3-benzylthiophene),聚合步驟 52 (二) 聚合物2,poly(3-pentylthiophene),聚合步驟 53 (三) 聚合物3,poly(3-alkylthiophene),聚合步驟 54 2-6 2-溴-3-烷基側鏈噻吩單體之共聚合 55 (一) 共聚合物1,poly(3-benzylthiophene-co-3- pentylthiophene),共聚合步驟 55 第三章 3-芐基-2-溴噻吩之聚合探討 57 3-1 前言 58 3-2 3-苄基-2-溴噻吩之聚合條件最佳化 63 (一) 1.0當量TFMSA對3-芐基-2-溴噻吩之聚合測試 63 (二) 2.0當量TFMSA對3-芐基-2-溴噻吩之聚合測試 70 (三) 3.0當量TFMSA對3-芐基-2-溴噻吩之聚合測試 83 3-3 3-芐基-2-溴噻吩之酸催化聚合反應機制 91 3-4 酸催化之質子酸探討 92 3-5 3-芐基-2-溴噻吩之活性聚合探討 104 3-6 3-芐基-2-溴噻吩之聚合鑑定 113 (一) 1H-NMR光譜鑑定 113 (二) XPS能譜鑑定 114 (三) FT-IR光譜鑑定 117 (四) MALDI-TOF質譜鑑定 119 3-7 結論 127 第四章 3-芐基-2-溴噻吩之共聚合探討 129 4-1 3-芐基-2-溴噻吩與2-溴-3-戊基噻吩之共聚合 130 4-2 不同烷基側鏈聚噻吩之溶解度測試 144 4-3 烷基聚噻吩之位向選擇性探討 151 4-4 3-芐基-2-甲氧基噻吩之酸催化聚合探討 159 4-5 結論 160 參考文獻 161 附錄 164 圖目錄 圖1-3-1 能階結構示意圖 5 圖1-3-2 絕緣體、半導體、金屬導體之能帶間隙示意圖 6 圖1-3-3 導電高分子化學摻雜示意圖 7 圖1-3-4 導電高分子與絕緣體、半導體、金屬導體之導電度比較 8 圖1-5-1 電化學及氧化劑聚合法之反應機制 10 圖1-5-2 金屬催化耦合反應合成高位向選擇性聚噻吩之方法 11 圖1-5-3 不同催化劑對位向選擇性的影響 13 圖1-5-4 GRIM法聚合聚噻吩的反應機制 13 圖1-5-5 Stille coupling (上)、Suzuki coupling (下) 合成聚噻吩 15 圖1-6-1 合成2-溴-5-碘-3-丁硫基噻吩時加藥順序顛倒 16 圖1-6-2 2-溴-3-丁硫基噻吩進行酸催化聚合之反應式 16 圖1-6-3 路易斯酸的酸催化聚合反應式 17 圖1-6-4 Swager教授所推測以路易斯酸為引發劑之聚合反應機制 17 圖1-6-5 酸催化聚合法合成高分子之反應機制 18 圖1-7-1 不同位向選擇性之聚噻吩 19 圖1-7-2 位向選擇性對共平面性之影響 20 圖1-7-3 聚噻吩摻雜反應示意圖 20 圖1-7-4 位向選擇性對UV-Vis吸收波長之影響 21 圖1-7-5 不同位向選擇性之P3HT的1H-NMR放大光譜圖 22 圖1-7-6 聚噻吩頭尾兩端氫之位置標示圖 23 圖1-7-7 不同位向選擇性P3HT之α-H、β-H的1H-NMR光譜圖 23 圖1-7-8 不同位向選擇性之P3HT的13C-NMR放大光譜圖 24 圖1-7-9 poly(3-(4-octylphenyl)thiophene) (POPT) 25 圖1-7-10 不同位向選擇性POPT之α-H的1H-NMR光譜圖 25 圖1-8-1 共聚物依其結構之分類 26 圖1-9-1 分子量對單體轉化率關係圖 27 圖2-1-1 (a) Ni(dppp)Cl2、(b) DCTB之結構 32 圖2-2-1 聚苯乙烯標準品之檢量線 34 圖2-2-2 標準品之MALDI-TOF質譜 36 圖2-4-1 benzylmagnesium bromide之合成反應式 40 圖2-4-2 3-benzylthiophene之合成反應式 41 圖2-4-3 3-benzylthiophene之編號、1H NMR與13C NMR之化學位移 42 圖2-4-4 3-benzyl-2-bromothiophene之合成反應式 43 圖2-4-5 3-benzyl-2-bromothiophene之編號、1H NMR與13C NMR之化學位移 44 圖2-4-6 pentylmagnesium bromide之合成反應式 45 圖2-4-7 3-pentylthiophene之合成反應式 46 圖2-4-8 3-pentylthiophene之編號、1H NMR與13C NMR之化學位移 47 圖2-4-9 2-bromo-3-pentylthiophene之合成反應式 48 圖2-4-10 2-bromo-3-pentylthiophene之編號、1H NMR與13C NMR之化學位移49 圖2-4-11 3-benzyl-2-methoxythiophene之合成反應式 50 圖2-4-12 3-benzyl-2-methoxythiophene之編號、1H NMR與13C NMR化學位移51 圖2-5-1 poly(3-benzylthiophene)之聚合反應式 52 圖2-5-2 poly(3-pentylthiophene)之聚合反應式 53 圖2-5-3 poly(3-alkylthiophene)之聚合反應式 54 圖2-6-1 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene)之共聚合反應式 55 圖3-1-1 Linear polymers及Crosslinked polymers示意圖 60 圖3-1-2 (a) 防止去質子化效應推測機制 (b) 側鏈立障阻礙單體靠近 60 圖3-1-3 P3DDT (2.0當量TFMSA,0.27 M,30 ℃) 之UV-Vis比較圖 61 圖3-1-4 P3DDT (2.0當量TFMSA,0.27 M,30 ℃) 之GPC比較圖 61 圖3-2-1 P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之UV-Vis比較圖 64 圖3-2-2 P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之GPC比較圖 64 圖3-2-3 P3BnT (0.5 M,30 ℃) 之UV-Vis比較圖 66 圖3-2-4 P3BnT (0.5 M,30 ℃) 之GPC比較圖 66 圖3-2-5 P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之UV-Vis比較圖 67 圖3-2-6 P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之GPC比較圖 68 圖3-2-7活性長鏈高分子與寡聚物聚合機制 69 圖3-2-8 P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之UV-Vis比較圖 70 圖3-2-9 P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之GPC比較圖 71 圖3-2-10 P3BnT (0.5 M,30 ℃) 之UV-Vis比較圖 72 圖3-2-11 P3BnT (0.5 M,30 ℃) 之GPC比較圖 73 圖3-2-12 P3BnT (0.7 M,30 ℃) 之UV-Vis比較圖 74 圖3-2-13 P3BnT (0.7 M,30 ℃) 之GPC比較圖 74 圖3-2-14 P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之UV-Vis比較圖 76 圖3-2-15 P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之GPC比較圖 76 圖3-2-16 P3BnT (0.3 M,70℃) 之UV-Vis比較圖 77 圖3-2-17 P3BnT (0.3 M,70℃) 之GPC比較圖 78 圖3-2-18 鏈鎖轉移生成新的較短鏈根鏈 79 圖3-2-19 P3BnT (0.7 M,50 ℃) 之UV-Vis比較圖 80 圖3-2-20 P3BnT (0.7 M,50 ℃) 之GPC比較圖 81 圖3-2-21 高分子形成類似球狀之蜷曲結構 82 圖3-2-22 P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之UV-Vis比較圖 84 圖3-2-23 P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之GPC比較圖 84 圖3-2-24 P3BnT (0.5 M,30 ℃) 之UV-Vis比較圖 85 圖3-2-25 P3BnT (0.5 M,30 ℃) 之GPC比較圖 86 圖3-2-26 P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之UV-Vis比較圖 87 圖3-2-27 P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之GPC比較圖 87 圖3-2-28 P3BnT (0.5 M,50 ℃) 之UV-Vis比較圖 88 圖3-2-29 P3BnT (0.5 M,50 ℃) 之GPC比較圖 89 圖3-3-1 P3BnT之酸催化聚合反應機制 91 圖3-4-1 BnT-Br、OBnT-Br、NHBnT-Br之電子密度比較 93 圖3-4-2 DMSO與3Bn2BT之結構示與化學位移圖 96 圖3-4-3 3Bn2BT在1.0當量AcOH中反應24小時 96 圖3-4-4 P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之UV-Vis比較圖 97 圖3-4-5 P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之GPC比較圖 98 圖3-4-6 部分氫離子配位在冰醋酸羰基上 98 圖3-4-7 冰醋酸穩定溶液中陰、陽離子示意圖 99 圖3-4-8 P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之UV-Vis比較圖 100 圖3-4-9 P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之GPC比較圖 101 圖3-4-10 P3BnT (0.5 M,50 ℃) 之UV-Vis比較圖 102 圖3-4-11 P3BnT (0.5 M,50 ℃) 之GPC比較圖 102 圖3-5-1 六小時內分別在不同時間點焠息的活性聚合測試 105 圖3-5-2 3Bn2BT在六小時內不同時間下焠息反應之UV-Vis比較圖 106 圖3-5-3 3Bn2BT在六小時內不同時間下焠息反應之GPC比較圖 106 圖3-5-4 甲苯與3Bn2BT之結構示與化學位移圖 108 圖3-5-5 3Bn2BT之酸催化聚合,在六小時內分別在不同時間點焠息反應之濾 液並以甲苯當作校正標準品之1H-NMR光譜 (a) 6hr (b) 4hr (c) 2hr (d) 1.5hr (e) 1hr (f) 0.75hr (g) 0.5hr (h) 0.25hr (i) monomer 109 圖3-5-6 單體轉換率 (Conversion) 與Mn (數均分子量) 的關係圖I 110 圖3-5-7 單體轉換率 (Conversion) 與Mn (數均分子量) 的關係圖II 110 圖3-5-8 單體轉換率 (Conversion) 與Mw (重均分子量) 的關係圖I 111 圖3-5-9 單體轉換率 (Conversion) 與Mw (重均分子量) 的關係圖II 111 圖3-6-1 聚合物P3BnT與單體3Bn2BT之1H-NMR光譜圖 113 圖3-6-2 PBnT-Br上的碳原子化學能態 114 圖3-6-3 PBnT-Br上的硫原子化學能態 115 圖3-6-4 PBnT-Br之全能譜帶 116 圖3-6-5 3Bn2BT之FT-IR 117 圖3-6-6 P3BnT之FT-IR 117 圖3-6-7 P3BnT (2.0當量TFMSA,0.5 M,50 ℃) 的 MALDI-TOF圖 (m/z 1000 - 2100) 120 圖3-6-8 P3BnT (2.0當量TFMSA,0.5 M,50 ℃) 的 MALDI-TOF圖 (m/z 1400 - 1750) 120 圖3-6-9 P3BnT (1.0當量TFMSA,1.0當量AcOH,0.5 M,50 ℃) 的 MALDI-TOF圖 (m/z 1000 - 2100) 121 圖3-6-10 P3BnT (1.0當量TFMSA,1.0當量AcOH,0.5 M,50 ℃) 的 MALDI-TOF圖 (m/z 1400 - 1750) 121 圖3-6-11 P3BnT m/z 1035.180 (代號6) 與同位素理論值的比較 124 圖3-6-12 P3BnT m/z 1113.124 (代號6-Br) 與同位素理論值的比較 125 圖3-6-13 P3BnT m/z 1191.058 (代號6-2Br) 與同位素理論值的比較 125 圖3-6-14 不含溴、雙邊溴與單邊溴含硫烷側鏈噻吩進行酸催化聚合之 反應機構與能量差 126 圖4-1-1 3Bn2BT與2B3PT共聚合測試之UV-Vis比較圖 131 圖4-1-2 3Bn2BT與2B3PT共聚合測試之GPC比較圖 132 圖4-1-3 P3PT (0.5 M,50 ℃) 之UV-Vis比較圖 133 圖4-1-4 P3PT (0.5 M,50 ℃) 之GPC比較圖 133 圖4-1-5 3Bn2BT與2B3PT 共聚合產物之1H-NMR比較圖 135 圖4-1-6 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) 之MALDI-TOF圖 (m/z 0 - 3500) 136 圖4-1-7 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) 之MALDI-TOF圖 (m/z 1300 - 1900) 136 圖4-1-8 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) m/z 1335.136 (代號6Bn-2P) 與同位素理論值的比較 138 圖4-1-9 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) m/z 1391.515 (代號Bn-8P) 與同位素理論值的比較 138 圖4-1-10 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) m/z 1487.386 (代號6Bn-3P) 與同位素理論值的比較 139 圖4-1-11 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) m/z 1543.738 (代號Bn-9P) 與同位素理論值的比較 139 圖4-1-12 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) m/z 1558.536 (代號2Bn-8P) 與同位素理論值的比較 140 圖4-1-13 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) m/z 1639.519 (代號6Bn-4P) 與同位素理論值的比較 140 圖4-1-14 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) m/z 1695.774 (代號Bn-10P) 與同位素理論值的比較 141 圖4-1-15 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) m/z 1710.525 (代號2Bn-9P) 與同位素理論值的比較 141 圖4-1-16 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) m/z 1791.508 (代號6Bn-5P) 與同位素理論值的比較 142 圖4-1-17 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) m/z 1847.709 (代號Bn-11P) 與同位素理論值的比較 142 圖4-2-1 不同溶劑的3種溶度參數之3D分散圖,其各軸單位為 (cal/ml)1/2 145 圖4-2-2 兩次沉澱析出的UV-vis之比較圖 149 圖4-2-3 兩次沉澱析出之GPC比較圖 149 圖4-2-4 兩次沉澱析出的UV-vis之比較圖 150 圖4-2-5 兩次沉澱析出之GPC比較圖 150 圖4-3-1 P3PT (2.0當量TFMSA,1.0當量AcOH) 之UV-Vis比較圖 152 圖4-3-2 P3PT (2.0當量TFMSA,1.0當量AcOH) 之GPC比較圖 152 圖4-3-3 P3PT (1.5當量TFMSA,1.0當量AcOH) 之UV-Vis比較圖 153 圖4-3-4 P3PT (1.5當量TFMSA,1.0當量AcOH) 之GPC比較圖 153 圖4-3-5 P3PT (1.0當量TFMSA,1.0當量AcOH) 之UV-Vis比較圖 154 圖4-3-6 P3PT (1.0當量TFMSA,1.0當量AcOH) 之GPC比較圖 154 圖4-3-7 不同酸當量數合成P3PT之1H-NMR光譜比較圖 155 圖4-3-8 不同酸當量數合成P3PT在其單體消耗完畢之1H-NMR光譜比較圖 156 圖4-3-9 P3PT在噻吩側鏈烷基上α位置上的氫之1H-NMR光譜比較圖 157 圖4-3-10 不同溶劑沉澱析出之P3BnT (1.0當量TFMSA,1.0當量AcOH,0.5 M,50 oC) 在噻吩側鏈烷基上α位置上的氫之1H-NMR光譜比較圖 158 表目錄 表1-2-1 常見之導電高分子 4 表1-4-1 導電高分子具有發展潛力的應用領域 9 表1-5-1 不同 Grignard 試劑與 3-hexylthiophene 進行位向選擇性控制 12 表1-5-2 Zn*與 3-alkylthiophene反應之選擇性控制 14 表1-7-1 不同位向選擇性之P3HT於NMR光譜位置 24 表2-2-1 標準品的成分與分子量 36 表3-1-1 以酸催化聚合法合成P3HT之實驗結果 59 表3-1-2 以酸催化聚合法合成P3DDT之實驗結果 59 表3-1-3 不同當量數的TFMSA (1.0、1.5、2.0當量) 合成P3DDT之結果 62 表3-2-1 合成P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之酸催化聚合結果 63 表3-2-2 合成P3BnT (0.5 M,30 ℃) 之酸催化聚合結果 65 表3-2-3 合成P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之酸催化聚合結果 67 表3-2-4 合成P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之酸催化聚合結果 70 表3-2-5 合成P3BnT (0.5 M,30 ℃) 之酸催化聚合結果 72 表3-2-6 合成P3BnT (0.7 M,30 ℃) 之酸催化聚合結果 73 表3-2-7 合成P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之酸催化聚合結果 75 表3-2-8 合成P3BnT (0.3 M,70 ℃) 之酸催化聚合結果 77 表3-2-9 合成P3BnT (0.7 M,50 ℃) 之酸催化聚合結果 80 表3-2-10 合成P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之酸催化聚合結果 83 表3-2-11 合成P3BnT (0.5 M,30 ℃) 之酸催化聚合結果 85 表3-2-12 合成P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之酸催化聚合結果 86 表3-2-13 合成P3BnT (0.5 M,50 ℃) 之酸催化聚合結果 88 表3-4-1 BnT-Br、OBnT-Br、NHBnT-Br之電子密度表 93 表3-4-2 合成P3BnT (0.5 M,50 ℃) 之酸催化聚合結果 95 表3-4-3 合成P3BnT (0.3 M,30 ℃) 之酸催化聚合結果 97 表3-4-4 合成P3BnT (0.3 M,50 ℃) 之酸催化聚合結果 100 表3-4-5 合成P3BnT (0.5 M,50 ℃) 之酸催化聚合結果 101 表3-5-1 3Bn2BT之活性聚合在六小時內之實驗結果 107 表3-5-2 3Bn2BT之3號位α位置的CH2 (δ3.912 ppm) 在不同焠息時間點下之積分值 108 表3-5-3 逐步聚合反應與鏈式聚合反應機構的不同特點 112 表3-6-1 PBnT-Br上的碳原子化學能態assignment 114 表3-6-2 PBnT-Br上的硫原子化學能態assignment 115 表3-6-3 (a) 3Bn2BT、(b) P3BnT之FT-IR assignment 118 表3-6-4 P3BnT (2.0當量TFMSA,0.5 M,50 ℃) 的MALDI-TOF訊號分析 122 表3-6-5 P3BnT (1.0當量TFMSA,1.0當量AcOH,0.5 M,50 ℃) 的 MALDI-TOF訊號分析 123 表4-1-1 3Bn2BT與2B3PT之共聚合測試 131 表4-1-2 合成P3PT (0.5 M,50 ℃) 之酸催化聚合結果 132 表4-1-3 poly(3-benzylthiophene-co-3-pentylthiophene) 之MALDI-TOF訊號分析 137 表4-2-1 不同溶劑之溶解度相關參數 146 表4-2-2 P3BnT-Br、P3PT-Br在不同溶劑中的溶解度測試 147 表4-2-3 P3BnT (0.5 M,30 ℃) 之兩次沉澱析出結果 149 表4-2-4 P3PT (0.5 M,50 ℃) 之兩次沉澱析出結果 150 表4-3-1 不同酸當量聚合的P3PT (0.3 M,50 ℃) 之位向選擇 151 表4-4-1 合成P3BnT (0.5 M,100 ℃) 之酸催化聚合結果 159 附錄目錄 附錄1 3-benzylthiophene之1H-NMR 圖譜 (δ -1.0 ~ 9.0 ppm) 165 附錄2 3-benzylthiophene之13C-NMR 圖譜 (δ 0 ~ 160 ppm) 165 附錄3 3-benzylthiophene之COSY光譜圖 166 附錄4 3-benzylthiophene之HSQC光譜圖 166 附錄5 3-benzylthiophene之HMBC光譜圖 167 附錄6 3-benzylthiophene之高解析質譜圖 167 附錄7 3-benzylthiophene之質譜表 168 附錄8 3-benzyl-2-bromothiophene之1H-NMR 圖譜 (δ -1.0 ~ 9.0 ppm) 168 附錄9 3-benzyl-2-bromothiophene之13C-NMR 圖譜 (δ 0 ~ 160 ppm) 169 附錄10 3-benzyl-2-bromothiophene之COSY光譜圖 169 附錄11 3-benzyl-2-bromothiophene之HSQC光譜圖 170 附錄12 3-benzyl-2-bromothiophene之HMBC光譜圖 170 附錄13 3-benzyl-2-bromothiophene之高解析質譜圖 171 附錄14 3-benzyl-2-bromothiophene之質譜表 171 附錄15 3-pentylthiophene之1H-NMR 圖譜 (δ -1.0 ~ 9.0 ppm) 172 附錄16 3-pentylthiophene之13C-NMR 圖譜 (δ 0 ~ 160 ppm) 172 附錄17 3-pentylthiophene之COSY光譜圖 173 附錄18 3-pentylthiophene之HSQC光譜圖 173 附錄19 3-pentylthiophene之HMBC光譜圖 174 附錄20 3-pentylthiophene之高解析質譜圖 174 附錄21 3-pentylthiophene之質譜表 175 附錄22 2-bromo-3-pentylthiophene之1H-NMR 圖譜 (δ -1.0 ~ 9.0 ppm) 175 附錄23 2-bromo-3-pentylthiophene之13C-NMR 圖譜 (δ 0 ~ 160 ppm) 176 附錄24 2-bromo-3-pentylthiophene之COSY光譜圖 176 附錄25 2-bromo-3-pentylthiophene之HSQC光譜圖 177 附錄26 2-bromo-3-pentylthiophene之HMBC光譜圖 177 附錄27 2-bromo-3-pentylthiophene之高解析質譜圖 178 附錄28 2-bromo-3-pentylthiophene之質譜表 178 附錄29 3-benzyl-2-methoxythiophene之1H-NMR 圖譜 (δ -1.0 ~ 9.0 ppm) 179 附錄30 3-benzyl-2-methoxythiophene之13C-NMR 圖譜 (δ 0 ~ 170 ppm) 179 附錄31 3-benzyl-2-methoxythiophene之COSY光譜圖 180 附錄32 3-benzyl-2-methoxythiophene之HSQC光譜圖 180 附錄33 3-benzyl-2-methoxythiophene之HMBC光譜圖 181 附錄34 3-benzyl-2-methoxythiophene之高解析質譜圖 181 附錄35 3-benzyl-2-methoxythiophene之質譜表 182 附錄36 P3BnT m/z 1207.221 (代號7) 與同位素理論值的比較 182 附錄37 P3BnT m/z 1285.218 (代號7-Br) 與同位素理論值的比較 183 附錄38 P3BnT m/z 1363.073 (代號7-2Br) 與同位素理論值的比較 183 附錄39 P3BnT m/z 1457.170 (代號8-Br) 與同位素理論值的比較 184 附錄40 P3BnT m/z 1535.131 (代號8-2Br) 與同位素理論值的比較 184 附錄41 P3BnT m/z 1629.125 (代號9-Br) 與同位素理論值的比較 185 附錄42 P3BnT m/z 1707.155 (代號9-2Br) 與同位素理論值的比較 185 附錄43 P3BnT m/z 1878.966 (代號10-2Br) 與同位素理論值的比較 186 附錄44 P3BnT m/z 1207.248 (代號7) 與同位素理論值的比較 186 附錄45 P3BnT m/z 1285.177 (代號7-Br) 與同位素理論值的比較 187 附錄46 P3BnT m/z 1379.284 (代號8) 與同位素理論值的比較 187 附錄47 P3BnT m/z 1457.207 (代號8-Br) 與同位素理論值的比較 188 附錄48 P3BnT m/z 1535.152 (代號8-2Br) 與同位素理論值的比較 188 附錄49 P3BnT m/z 1551.310 (代號9) 與同位素理論值的比較 189 附錄50 P3BnT m/z 1629.252 (代號9-Br) 與同位素理論值的比較 189 附錄51 P3BnT m/z 1707.186 (代號9-2Br) 與同位素理論值的比較 190 附錄52 P3BnT m/z 1723.347 (代號9-2Br) 與同位素理論值的比較 190 附錄53 P3BnT m/z 1801.275 (代號10-Br) 與同位素理論值的比較 191 附錄54 P3BnT m/z 1879.229 (代號10-2Br) 與同位素理論值的比較 191 附錄55 P3BnT m/z 1895.237 (代號11) 與同位素理論值的比較 192 附錄56 P3BnT m/z 1973.316 (代號11-Br) 與同位素理論值的比較 192

    [1]. Shirakawa, H.; Ikeda, S., Polym. J., 1971, 2, 231-244.
    [2]. Ito, T.; Shirakawa, H.; Ikeda, S., J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 1974, 12, 11-20.
    [3]. Balasubramanian, A.; Ku, T.-C.; Shih, H.-P.; Suman, A.; Lin, H.-J.; Shih, T.-W.; Han, C.-C. Polymer Chemistry 2014, 5, 5928.

    [4]. Chiang, C. K.; Fincher, C. R.; Park, Y. W.; Heeger, A. J.; Shirakawa, H.; Louis, E. J.; Gau, S. C.; MacDiarmid, A. G., Phys. Rev. Lett., 1977, 39, 1098-1101.
    [5]. Shirakawa, H.; Louis, E. J.; MacDiarmid, A. G.; Chiang, C. K.; Heeger, A. J., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1977, 578-580.
    [6]. Dai, L. Polymer Science 2004.

    [7]. Sharma, P. S.; Pietrzyk-Le, A.; D’Souza, F.; Kutner, W., Anal. Bioanal. Chem., 2012, 402, 3177-3204.
    [8]. Balint, R.; Cassidy, N. J.; Cartmell, S. H., Acta Biomaterialia, 2014, 10, 2341-2353.
    [9]. Dai, L., Intelligent macromolecules for smart devices: from materials synthesis to device applications. Springer Science & Business Media: 2004.
    [10]. Kaur, G.; Adhikari, R.; Cass, P.; Bown, M.; Gunatillake, P. RSC Advances 2015, 5, 37553.
    [11]. Das, T. K.; Prusty, S. Polym. -Plast. Technol. 2012, 51, 1487.

    [12]. Gerard, M.; Chaubey, A.; Malhotra, B. D. Biosens. Bioelectron. 2002, 17, 345.

    [13]. Balint, R.; Cassidy, N. J.; Cartmell, S. H. Acta Biomater. 2014, 10, 2341.

    [14]. McCullough, R. D., Adv. Mater., 1998, 10, 93-116.

    [15]. Yang, Y.-L.; Lee, Y.-H.; Lee, Y.-P.; Chiang, C.-J.; Shen, C.; Wu, C.-C.; Ohta, Y.; Yokozawa, T.; Dai, C.-A. Polym. Int. 2014, 63, 2068.
    [16]. Chen, T. A.; O'Brien, R. A.; Rieke, R. D. Macromolecules 1993, 26, 3462.

    [17]. Bao, Z.; Chan, W.; Yu, L. Chem. Mater. 1993, 5, 2

    [18]. Shiqing, X.; Eun Hoo, K.; Alexander, W.; Ei-ichi, N. Science and Technology of Advanced Materials 2014, 15, 044201.

    [19]. Osaka, I.; McCullough, R. D. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1202.

    [20]. Loewe, R. S.; Ewbank, P. C.; Liu, J.; Zhai, L.; McCullough, R. D., Macromolecules, 2001, 34, 4324-4333.

    [21]. Chen, T.-A.; Wu, X.; Rieke, R. D., J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 233-244.
    [22]. Milstein, D.; Stille, J. K., J. Am. Chem. Soc., 1979, 101, 4992-4998.
    [23]. Suzuki, A., J. Organomet. Chem., 1999, 576, 147-168.
    [24]. Guillerez, S.; Bidan, G., Synth. Met., 1998, 93, 123-126.
    [25]. Iraqi, A.; W. Barker, G., J. Mater. Chem., 1998, 8, 25-29.
    [26]. 韓建中*; 巴樂書 “共軛雜環芳香類均聚物及共聚物的形成方法以及其產物” 2013/4/11申請; 2015/8/7 核准; 中華民國發明專利 I504629 (2015), 專利權期2015/10/21-2033/4/10.

    [27]. Bonillo, B.; Swager, T. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18916.

    [28]. Bjørnholm, T.; Greve, D. R.; Geisler, T.; Petersen, J. C.; Jayaraman, M.; McCullough, R. D., Adv. Mater., 1996, 8, 920-923.
    [29]. Andersson, M. R., Selse, D., Berggren, M., Jarvinen, H., Hjertberg, T., Ingan/is, O., Wennerstr6m, O. and Osterholm, J.-E. Macromolecules 1994, 27, 6503
    [30]. 杜逸虹 (2007). 聚合體學. 台北 : 三民.

    [31]. McCullough, R. D.; Tristram-Nagle, S.; Williams, S. P.; Lowe, R. D.; Jayaraman, M., J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 4910-4911.
    [32]. 劉岱杰, 碩士論文, 國立清華大學, 2017.
    [33]. Trummal, A.; Lipping, L.; Kaljurand, I.; Koppel, I. A.; Leito, I. "Acidity of
    Strong Acids in Water and Dimethyl Sulfoxide" J. Phys. Chem. A. 2016, 120,
    3663-3669.
    [34]. 陳亭竹, 碩士論文, 國立清華大學, 2016.
    [35]. 郭芳伶, 碩士論文, 國立清華大學, 2015.
    [36]. 施婷文, 碩士論文, 國立清華大學, 2014.
    [37]. 陳冠亘, 碩士論文, 國立清華大學, 2017.
    [38]. 夏聖傑, 碩士論文, 國立清華大學, 2016.

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