螺吡喃衍生物光致变色材料制造技术

本发明专利技术公开了一种螺吡喃衍生物光致变色材料，具有如式1所示结构，其中，R1至R5均选自氢、羟基、C1‑C6烷基、甲氧基、乙氧基、氨基、卤素、氰基、甲酰基、乙酰基中的一种。本发明专利技术初期着色度小，显色有效浓度低，变色灵敏，褪色速度快，耐久性好，无底色且在有机溶剂中溶解度大使用到材料中的分散性高。

Photochromic materials of spiro derivatives

The invention discloses a spiropyran derivative photochromic material with the structure as shown in Formula 1, wherein R1 to R5 are selected from one of hydrogen, hydroxyl, C1_C6 alkyl, methoxy, ethoxy, amino, halogen, cyano, formyl and acetyl groups. The invention has small initial coloring degree, low effective color concentration, sensitive color change, fast fading speed, good durability, no background color and high dispersibility in organic solvents.

【技术实现步骤摘要】
螺吡喃衍生物光致变色材料
本专利技术涉及一种光致变色材料，特别涉及螺吡喃衍生物光致变色材料。
技术介绍
光致变色是指当向某些化合物照射包含紫外线的光时，颜色迅速改变，当停止照射光而置暗处时，就恢复到原来的颜色的可逆作用的现象。具有该性质的化合物称为光致变色化合物，广泛应用在光致变色塑料透镜材料中。人类发现光致变色现象已有一百多年的历史。第一个成功的商业应用始于20世纪60年代，美国的Corning工作室的两位材料学家Amistead和Stooky首先发现了含卤化银玻璃的可逆光致变色性能，随后人们对其机理和应用作了大量研究并开发出变色眼镜。但由于其较高的成本及复杂的加工技术，不适于制作大面积光色玻璃，限制了其在建筑领域的商业应用。此后卤化银光致变色的应用重心转向了价格便宜且质量较轻的聚合物基材料，而各种新型光致变色材料的性能及其应用也开始了系统研究。光致变色化合物的良好性能主要体现在以下几个方面：1.照射紫外线之前的可见光区域中的初期着色低；2.照射紫外线时的显色浓度高；3.从开始照射紫外线起至显色浓度达到饱和状态的显色灵敏度快；4.从停止照射紫外线起至恢复到原始状态为主的褪色速度快；5.显色和褪色的可逆作用的反复耐久性好；6.光致变色化合物褪色干净不留底色。作为光致变色化合物，螺吡喃类化合物性能较好，应用较为广泛，但是目前报道的螺吡喃类光致变色材料在有机溶剂中溶解度很低，使用到主体材料中的分散性不高，从而使其在固化以后难以以高浓度溶解在主体材料的单体组合物中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种初期着色度小，显色有效浓度低，变色灵敏，褪色速度快，耐久性好，无底色且在有机溶剂中溶解度大使用到材料中的分散性高的螺吡喃衍生物光致变色材料。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种螺吡喃衍生物光致变色材料，具有如式1所示结构：其中，R1至R5均选自氢、羟基、C1-C6烷基、甲氧基、乙氧基、氨基、卤素、氰基、甲酰基、乙酰基中的一种。作为优选，所述卤素包含F、Cl、Br。作为优选，式1所示结构具体为以下结构：作为优选，式1所示结构具体为以下结构：作为优选，式1所示结构具体为以下结构：作为优选，其制备方法为：1摩尔式5所示化合物用DMF溶解，加入2～5摩尔缚酸剂，于0～30℃下滴加2～5摩尔三甲基氯硅烷，滴加完于0～30℃反应10～60分钟，反应完毕，加入水，过滤，再用甲醇回流泡洗，过滤，烘干得到目标产物。缚酸剂为有机或无机碱如三乙胺、碳酸钾、咪唑等。具体为：1摩尔式5所示化合物用DMF溶解(1g式5所示化合物加4-8mLDMF)，加入2～5摩尔缚酸剂，于0～30℃下滴加2～5摩尔三甲基氯硅烷，滴加完于0～30℃反应10～60分钟，反应完毕，加入水(1g式5所示化合物加8-12mL水)，过滤，再用甲醇回流泡洗2小时，过滤，60℃烘干得到目标产物。本专利技术通过制备方法的探索改进，特别是缚酸剂的加入，使得常规方法基本无法在母体上引入三甲基硅醚官能团的反应得以有效实现，从而将三甲基硅醚官能团有效引入母体上，得以实现工业化应用。本专利技术的优点在于：本专利技术在螺吡喃类化合物中引入三甲基硅醚官能团能够大大增加螺吡喃类化合物在有机溶剂中的溶解性能，从而大大提高在使用材料中的分散性能。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。本专利技术中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1：化合物2的制备将34.2g化合物6和12克三乙胺用200毫升DMF溶解加入到500毫升三口瓶中，冰水浴冷却至5℃，控温10℃下滴加7.8克三甲基氯硅烷。滴加完毕搅拌反应30分钟，TLC检测(EA：PE＝1：4)反应完毕，滴加300毫升水，搅拌30分钟，过滤，水洗。固体再用60毫升甲醇回流泡洗2小时，冷却，过滤，甲醇泡洗。60℃烘干得到36.5克类白色固体，收率94.8％。经1HNMR确认为目标化合物2：1HNMR(400MHz,DMSO)δ8.09(d,J＝7.8Hz,1H),7.77(s,1H),7.61(s,1H),7.53(d,J＝7.4Hz,1H),7.48–7.25(m,7H),6.90(d,J＝8.1Hz,4H),6.50(d,J＝9.9Hz,1H),4.03(s,3H),3.96(s,3H),3.70(d,J＝2.4Hz,6H),1.68(s,3H),-0.47(s,9H)。实施例2：化合物3的制备将22g化合物7和20克三乙胺用100毫升DMF溶解加入到250毫升三口瓶中，冰水浴冷却至5℃，控温10℃下滴加23.8克三甲基氯硅烷。滴加完毕搅拌反应30分钟，TLC检测(EA：PE＝1：4)反应完毕，滴加150毫升水，搅拌40分钟，过滤，水洗。固体再用40毫升甲醇回流泡洗2小时，冷却，过滤，甲醇淋洗。60℃烘干得到20.5克类白色固体，收率82.5％。经1HNMR确认为目标化合物3：1HNMR(400MHz,DMSO)δ8.49(d,J＝8.8Hz,1H),8.13(s,1H),8.05(d,J＝8.0Hz,1H),7.49–7.32(m,7H),7.22(d,J＝7.0Hz,1H),6.93–6.86(m,4H),6.55(d,J＝10.0Hz,1H),3.70(d,J＝2.2Hz,6H),2.54(s,3H),2.38(s,3H),1.67(s,3H),-0.46–-0.48(m,9H)。实施例3：化合物4的制备将35g化合物8和18克三乙胺用200毫升DMF溶解加入到500毫升三口瓶中，冰水浴冷却至5℃，控温10℃下滴加12.8克三甲基氯硅烷。滴加完毕搅拌反应30分钟，TLC检测(EA：PE＝1：4)反应完毕，滴加300毫升水，搅拌10分钟，过滤，水洗。固体再用60毫升甲醇回流泡洗2小时，冷却，过滤，甲醇淋洗。60℃烘干得到27.8克类白色固体，收率70％。经1HNMR确认为目标化合物4：1HNMR(500MHz,DMSO)δ8.08(d,J＝7.5Hz,1H),7.77(s,1H),7.66(s,1H),7.61–7.15(m,11H),6.93(d,J＝8.5Hz,1H),6.81(d,J＝8.6Hz,1H),6.54(dd,J＝18.7,9.8Hz,1H),4.04(s,3H),3.98(s,3H),3.68(d,J＝38.7Hz,3H),2.30–2.15(m,2H),0.96(d,J＝5.1Hz,2H),0.50(dd,J＝16.0,7.4Hz,3H),0.22(d,J＝42.2Hz,1H),0.09(d,J＝23.2Hz,1H),-0.45(d,J＝6.6Hz,9H)。本专利技术的螺吡喃衍生物光致变色材料紫外光照前后的紫外吸收变化如下：本专利技术的螺吡喃衍生物光致变色材料100ppm(化合物2为例)紫外光照前的吸光度为0.2Abs，紫外光照60s后为2.0Abs。本专利技术的螺吡喃衍生物光致变色材料性能检测：。本专利技术初期着色度小，显色有效浓度低，变色灵敏，褪色速度快，耐久性好。本专利技术(化合物2为例)的溶解度在甲苯中为4mg/ml，对比例(化合物6为例)的溶解度在甲苯中为1mg/ml。当浓度和厚度相同的情况下，本专利技术的变色和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺吡喃衍生物光致变色材料，其特征在于，具有如式1所示结构：

【技术特征摘要】
1.一种螺吡喃衍生物光致变色材料，其特征在于，具有如式1所示结构：其中，R1至R5均选自氢、羟基、C1-C6烷基、甲氧基、乙氧基、氨基、卤素、氰基、甲酰基、乙酰基中的一种。2.根据权利要求1所述的螺吡喃衍生物光致变色材料，其特征在于，所述卤素包含F、Cl、Br。3.根据权利要求1所述的螺吡喃衍生物光致变色材料，其特征在于，式1所示结构具体为以下结构：4.根据权利要求1所述的螺吡喃衍生物光致变色材料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴涛，高章华，高坤，陈佳，
申请(专利权)人：宁波萃英化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33