一种化合物及其制备方法、电致变色器件及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及电致变色材料技术领域，尤其是涉及一种化合物及其制备方法、电致变色器件及其制备方法和应用。本发明专利技术的化合物以间噻吩紫精作为基础材料，即在两个吡啶基团之间引入噻吩；并且，在间噻吩紫精的N原子的烷基取代链末端引入不饱和的烯基或炔基，合成了不饱和脂肪链间噻吩紫精。该不饱和脂肪链间噻吩紫精作为一种电致变色材料，具有颜色丰富、变色响应速度快和使用寿命长等优点。基于上述不饱和脂肪链间噻吩紫精组装成的电致变色器件具有颜色变化丰富、透过率差值高、响应时间短和优异的循环稳定性等特点。循环稳定性等特点。循环稳定性等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种化合物及其制备方法、电致变色器件及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电致变色材料
，尤其是涉及一种化合物及其制备方法、电致变色器件及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]电致变色是指材料或器件的透过率、反射率等光学性能在外加电场的作用下发生稳定且可逆的变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。电致变色性能与材料的结构关系密切，合适的电致变色材料的选择能赋予电致变色器件颜色变化可控、颜色变化范围大和驱动电压低等优点，电致变色器件在智能窗、防眩目后视镜以及手机后盖等新型电子设备等领域具有广阔的应用前景。
[0003]紫精及其衍生物是一种典型的有机电致变色材料，具有颜色丰富、变色对比度高、响应时间短和使用寿命长等优点。紫精的化学结构是1,1
’‑
双取代基
‑
4,4
’‑
联吡啶盐。目前对于紫精进行结构修饰主要是改变联吡啶环上的取代基团，在吡啶环上链接不同长度和类型的脂肪取代基或芳香取代基，例如在吡啶环的N原子上链接庚基、苯氰基等基团得到庚基紫精、苯氰基紫精等，其颜色变化可以从无色变为蓝色或绿色。除了上述对紫精的联吡啶两端进行修饰以外，还可以通过在紫精的联吡啶基团中间引入苯基或其他芳香基团来改变紫精化合物的性能，例如，公开号为CN106928129A的专利申请中公开了一种在两个吡啶基团中引入苯基的紫精类化合物，作为电致变色材料时具有更高的透光率和耐温性能。
[0004]电致变色材料的性能在一定程度上决定着电致变色器件的性能，电致变色领域的主要研究方向之一是开发性能优异的电致变色材料，尤其是开发出具有丰富的颜色变化和变色响应时间短等性能的电致变色材料，以充分扩展电致变色材料的选择范围。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一目的在于提供一种化合物，其作为电致变色材料，具有变色响应时间短、颜色丰富和使用寿命长等优点。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供一种如上所述的化合物的制备方法，该方法反应条件温和，简单易操作。
[0008]本专利技术的第三目的在于提供一种电致变色器件，其具有颜色变化丰富、响应时间短、高透过率差值、良好的稳定性和循环寿命长等性能。
[0009]本专利技术的第四目的在于提供一种如上所述的电致变色器件的制备方法，该制备方法步骤简单。
[0010]本专利技术的第五目的在于提供如上所述的电致变色器件在智能窗、后视镜或电子设备中的应用。
[0011]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0012]本专利技术提供了一种化合物，具有如下结构式：
[0013][0014]式中，R为
[0015]n和m各自独立的为1～6之间的整数；
[0016]R1和R2各自独立的为烯基或炔基；
[0017]M
‑
为I
‑
、Br
‑
和Cl
‑
中的任一种。
[0018]本专利技术还提供了如上所述的化合物的制备方法，包括：化合物C与化合物D于有机溶剂中反应得到化合物；
[0019]其中，所述化合物C的结构式为：
[0020]所述化合物D的结构式为R5‑
(CH2)
c
‑
R6，c为1～6之间的整数，R5为烯基或炔基，R6为I、Br和Cl中的任一种。
[0021]本专利技术还提供了一种电致变色器件，包括第一导电层、第二导电层以及位于所述第一导电层和所述第二导电层之间的凝胶电致变色层；
[0022]所述凝胶电致变色层中包括如上所述的化合物。
[0023]本专利技术还提供了如上所述的电致变色器件的制备方法，包括：将凝胶电致变色层的材料填充于第一导电层和第二导电层之间。
[0024]本专利技术还提供了如上所述的电致变色器件在智能窗、后视镜或电子设备中的应用。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0026]本专利技术提供了一种化合物，该化合物以间噻吩紫精作为基础材料，即在两个吡啶基团之间引入噻吩，能够丰富此化合物的颜色变化；并且，在此基础上引入末端为烯基或炔基的不饱和脂肪链和卤素离子，合成了不饱和脂肪链间噻吩紫精。该不饱和脂肪链间噻吩紫精作为一种电致变色材料，具有颜色丰富、变色响应速度快和使用寿命长等优点。基于上述不饱和脂肪链间噻吩紫精组装成的电致变色器件具有颜色变化丰富、高透过率差值、响应时间短和优异的循环稳定性等特点。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术BTB
‑
X6器件(a)和BTB
‑
mX6器件(b)在0～1.2V电压下颜色变化的图片。
[0029]图2为本专利技术BTB
‑
mX6器件、BTB
‑
mQ6器件、BTB
‑
X6器件、BTB
‑
Q6器件、BTB
‑
mW6器件和BTB
‑
W6器件的紫外可见近红外吸收光谱。
[0030]图3为本专利技术BTB
‑
X6器件(a)和BTB
‑
mX6器件(b)的响应时间测试图。
[0031]图4为本专利技术BTB
‑
X6器件(a)和BTB
‑
mX6器件(b)的循环稳定性测试图。
[0032]图5为本专利技术BTB
‑
mX6器件、BTB
‑
mQ6器件、BTB
‑
X6器件、BTB
‑
Q6器件、BTB
‑
mW6器件和BTB
‑
W6器件在着色以及褪色状态下对应的CIE1931色度坐标图及光学照片。
具体实施方式
[0033]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0034]下面对本专利技术的一种化合物及其制备方法、电致变色器件及其制备方法和应用进行具体说明。
[0035]在本专利技术的一些实施方式中提供了一种化合物，具有如下结构式：
[0036][0037]式中，R为
[0038本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化合物，其特征在于，具有如下结构式：式中，R为n和m各自独立的为1～6之间的整数；R1和R2各自独立的为烯基或炔基；M
‑
为I
‑
、Br
‑
和Cl
‑
中的任一种。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，具有如式(A)或式(B)所示的结构：式中，n和m各自独立的为2～5之间的整数；R1和R2各自独立的为烯基或炔基；优选地，具有如式(I)～式(IV)所示的结构式中的任一种：3.如权利要求1或2所述的化合物的制备方法，其特征在于，包括：化合物C与化合物D于有机溶剂中回流反应得到化合物；其中，所述化合物C的结构式为：所述化合物D的结构式为R5‑
(CH2)
c
‑
R6，c为1～6之间的整数，R5为烯基或炔基，R6为I、Br
和Cl中的任一种；优选地，c为2～5之间的整数，R6为Cl；优选地，所述化合物D的结构式为或4.根据权利要求3所述的化合物的制备方法，其特征在于，所述化合物C和所述化合物D的摩尔比为1：0.5～20；优选地，所述反应的时间为45～75h；优选地，所述有机溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺。5.一种电致变色器件，其特征在于，包括第一导电层、第二导电层以及位于所述第一导电层和所述第二导电层之间的凝胶电致变色层；所述凝胶电致变色层中包括如权利要求1或2所述的化合物。6.根据权利要求5所述的电致变色器件，其特征在于，所述凝胶电致变色层中还包括电解质、对电极材料和凝胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏峰育，孙方园，田颜清，刘言军，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：