一种高温可逆热致变色聚二乙炔类化合物及其制备方法、应用技术

本发明专利技术提供了一种PCDA衍生化合物，所述PCDA衍生化合物具有如式(I)所示的结构。本发明专利技术设计的具有如式(I)所示结构的PCDA衍生化合物，由10,12

【技术实现步骤摘要】
一种高温可逆热致变色聚二乙炔类化合物及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于高温可逆热致变色材料
，涉及一种PCDA衍生化合物及其制备方法、应用、一种聚二乙炔类化合物及应用，尤其涉及一种高温可逆热致变色聚二乙炔类化合物及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]热致变色材料在物品防伪、过热预警等方面有着广泛的应用。热致变色材料可分为有机和无机两类，无机材料如二氧化钒、氧化银、硫化镍等，有机材料如芴衍生物、苯胺类衍生物、离子液体、光子晶体和液晶材料等，后者由于变色温度范围宽、颜色组合丰富、温度敏感性高等优势，是热致变色材料领域的热门研究方向。
[0003]聚二乙炔类化合物也是一类受到外界刺激(如热、电、应力)时会发生颜色变化的有机材料，随温度升高，通常发生蓝色与红色之间的转变[Park I S,ParkHJ,Jeong W,et al.Macromolecules,2016,49:1270
‑
1278]。近年来热致变色聚二乙炔类化合物在离子检测、生物分子识别等应用领域的研究较多，这其中以10,12
‑
二十五碳二炔酸(PCDA)及其衍生物所合成的聚二乙炔类化合物使用最为广泛。聚10,12
‑
二十五碳二炔酸在65℃附近就会发生明显的颜色转变，而PCDA衍生物的变色温度则根据结构可进行调整。但目前为止，变色温度超过150℃的聚二乙炔类化合物鲜有报道，这极大的限制了聚二乙炔类化合物应用前景。
[0004]因此，如何找到一种更为适宜的聚二乙炔类化合物，解决目前聚二乙炔类化合物存在的上述问题，进一步拓宽聚二乙炔类化合物的应用深度和广度，已成为业内诸多具有前瞻性的研究人员广为关注的焦点之一。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种PCDA衍生化合物及其制备方法、应用、一种聚二乙炔类化合物及应用，特别是一种高温可逆热致变色聚二乙炔类化合物。本专利技术提供的一种新的PCDA衍生化合物(DBA
‑
PCDA)作为单体，该单体聚合后得到的聚二乙炔类化合物可在80～200℃的宽温度范围内出现蓝色
‑
红色转变，冷却后，又回复蓝色，且该变色过程可逆，是一种在高温预警
有应用潜力的可逆变色材料。
[0006]本专利技术提供了一种PCDA衍生化合物，所述PCDA衍生化合物具有如式(I)所示的结构：
[0007][0008]本专利技术提供了一种如上述技术方案所述的PCDA衍生化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0009]1)将10,12
‑
二十五碳二炔酸、酰化试剂和有机溶剂混合后，加入催化剂进行反应后，得到10,12
‑
二十五碳二炔酰氯；
[0010]2)将上述步骤得到的10,12
‑
二十五碳二炔酰氯、4,4
’‑
二氨基联苯和溶剂进行酰胺化反应后，得到具有式(I)结构的4,4
’‑
二(N
‑
(10,12
‑
二十五碳二炔)酰胺基)
‑
联苯。
[0011]优选的，所述酰化试剂包括草酰氯；
[0012]所述有机溶剂包括三氯甲烷；
[0013]所述10,12
‑
二十五碳二炔酸与酰化试剂的摩尔比为1：(4～6)；
[0014]所述催化剂包括DMF；
[0015]所述反应的温度为50～60℃；
[0016]所述反应的时间为3～6小时。
[0017]优选的，所述溶剂包括三氯甲烷；
[0018]所述酰胺化反应的过程包括，先在低温下进行预反应，然后在常温下进行后续反应；
[0019]所述预反应的温度为0℃；
[0020]所述预反应的时间为10～20分钟；
[0021]所述后续反应的温度为10～40℃；
[0022]所述后续反应的时间为12～24小时；
[0023]所述4,4
’‑
二氨基联苯的制备过程包括以下步骤：
[0024]将1
‑
溴
‑4‑
硝基苯和4
‑
硝基苯硼酸进行偶联反应后，得到4,4
’‑
二硝基联苯，再在催化剂的作用下，将4,4
’‑
二硝基联苯进行加氢还原后，得到4,4
’‑
二氨基联苯。
[0025]本专利技术提供了上述技术方案所述的PCDA衍生化合物或上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的PCDA衍生化合物在热致变色材料领域中的应用。
[0026]优选的，所述热致变色材料包括高温可逆热致变色材料；
[0027]所述应用具体为，作为制备热致变色材料单体的应用；
[0028]所述热致变色材料的变色温度区间的高温端点值大于等于150℃；
[0029]所述热致变色材料具体为聚二乙炔类热致变色材料。
[0030]本专利技术提供了一种聚二乙炔类化合物，所述聚二乙炔类化合物由PCDA衍生化合物单体经聚合后得到；
[0031]所述PCDA衍生化合物包括上述技术方案所述的PCDA衍生化合物、上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的PCDA衍生化合物或上述技术方案任意一项所述的应用中的PCDA衍生化合物。
[0032]优选的，所述聚合包括以下步骤：
[0033]将PCDA衍生化合物和溶剂混合后，得到混合液，然后置于基材上，经过紫外辐照进行聚合；
[0034]所述紫外辐照的波长为254～308nm；
[0035]所述紫外辐照的时间为5～10分钟；
[0036]所述聚二乙炔类化合物的分解温度大于等于250℃。
[0037]优选的，所述聚二乙炔类化合物的颜色为蓝色；
[0038]所述聚二乙炔类化合物为具有可逆热致变色特性的化合物材料；
[0039]所述聚二乙炔类化合物的变色温度区间为80～200℃；
[0040]所述聚二乙炔类化合物的变色特性为，温度升高至80℃及以上直至200℃时，化合物由蓝色转变为红色；而温度降低至80℃以下时，又发生红色
‑
蓝色转变。
[0041]本专利技术提供了上述技术方案任意一项所述的聚二乙炔类化合物在热致变色材料领域中的应用。
[0042]本专利技术提供了一种PCDA衍生化合物，所述PCDA衍生化合物具有如式(I)所示的结构。与现有技术相比，本专利技术创造性的设计了一种具有如式(I)所示特定结构的PCDA衍生化合物。该化合物由10,12
‑
二十五碳二炔酸先制备成10,12
‑
二十五碳二炔酰氯，再与4,4
‑
二胺基联苯进行反应，得到4,4
’‑
二(N
‑
(10,12
‑
二十五碳二炔)酰胺基)
‑
联苯(DBA
‑
PCDA)。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PCDA衍生化合物，其特征在于，所述PCDA衍生化合物具有如式(I)所示的结构：2.一种如权利要求1所述的PCDA衍生化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将10,12
‑
二十五碳二炔酸、酰化试剂和有机溶剂混合后，加入催化剂进行反应后，得到10,12
‑
二十五碳二炔酰氯；2)将上述步骤得到的10,12
‑
二十五碳二炔酰氯、4,4
’‑
二氨基联苯和溶剂进行酰胺化反应后，得到具有式(I)结构的4,4
’‑
二(N
‑
(10,12
‑
二十五碳二炔)酰胺基)
‑
联苯。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述酰化试剂包括草酰氯；所述有机溶剂包括三氯甲烷；所述10,12
‑
二十五碳二炔酸与酰化试剂的摩尔比为1：(4～6)；所述催化剂包括DMF；所述反应的温度为50～60℃；所述反应的时间为3～6小时。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括三氯甲烷；所述酰胺化反应的过程包括，先在低温下进行预反应，然后在常温下进行后续反应；所述预反应的温度为0℃；所述预反应的时间为10～20分钟；所述后续反应的温度为10～40℃；所述后续反应的时间为12～24小时；所述4,4
’‑
二氨基联苯的制备过程包括以下步骤：将1
‑
溴
‑4‑
硝基苯和4
‑
硝基苯硼酸进行偶联反应后，得到4,4
’‑
二硝基联苯，再在催化剂的作用下，将4...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪谟贞，葛志青，葛学武，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：