含多噻吩基团的光致变色化合物制造技术

本发明专利技术涉及一种含多噻吩基团的光致变色化合物。本发明专利技术以五元芳香杂环为桥，通过在五元芳香杂环外围设置不同数目的取代噻吩环或／和在其（五元芳香杂环）不同桥连位置上设置取代噻吩环，从而获得了本发明专利技术所述的含多噻吩基团的光致变色化合物。本发明专利技术所提供的含多噻吩基团的光致变色化合物在不同波长的照射光下，可实现多种颜色的可逆变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可用于建筑材料、特殊保护，多色显示、全色打印、多维分子 开关特和多维信息存储及读出等领域的含多噻吩基团的光致变色化合物。
技术介绍
光致变色是指具有不同吸收波长的两种异构体在特定波长和强度的光的作用下 发生的一种可逆转换。其最直观的表现就是颜色的互变。这种颜色变化可广泛应用于 织物变色、透镜调光、装饰防伪、化妆品、玩具等方面。这些不需要经过特殊的加工处 理，仅仅利用光照即可快速实现的改变，更使之在各种光子开关特别是有机可控光信息 存储材料等高科技领域有着广阔的应用前景。目前，在主要的有机光致变色材料的研 究领域里，二噻吩乙烯类光致变色体系是其中的杰出代表(IrieM.Chem.Rev.2000，100， 1685 ； De Jong, Jaap J.D. ； Lucas, LindaN.; Kellogg, Richard Μ. ； van Esch, JanH.; Feringa, Ben L.Science (2004)，304(5668)，278)。综观目前研究报道的二芳烯变材料，它们绝大多数只含一种二芳烯光致变色单 元，为了满足飞速发展的生产和科技需求，实现多色彩显示，高密度的信息存储，最理 想的材料是多色彩的多维光子存储材料。这就要求将两种或多种不同共轭长度的光致变 色单元均勻糅合于同一体系中。这种要求对分子设计和化学合成提出了挑战，往往由 于其合成的复杂性而采用将两个或多个单一变色单元的小分子的光致变色单元简单的混 合掺杂于常用的高分子的基质中，这种方法是目前多变色单元器件设计所采取的常用方 法。含有高浓度光致变色单元的掺杂型具有易制备的特点，但分散于高分子中的光致 变色小分子的掺杂浓度无可避免地受到其溶解度的限制，光照时间长了还会出现结晶现 象。另一种方法是由 IrieM.等人(Morimoto M.，Kobatake S.，Irie M.J.Am.Chem.Soc., 2003，125(36)，11080.)首先报道，它们利用不同吸收波长的光致变色小分子混合培养 了多色混晶，这些混晶在光的作用下，可以表现出多种颜色。由于混晶材料制备较为困 难，且并非所有的有机光致变色化合物在晶体状态下都能保持良好的光致变色性能，更 重要的是它很难大规模生产，所以很难实际应用在光信息存储上。所以，继续开发具有 多波长响应的多色光致变色材料尤为重要。
技术实现思路
本专利技术设计制备一类将两种不同共轭长度的光致变色单元糅合于同一个多芳烯 体系中，在结构上，以芳香杂环为中心，并以此为双烯桥，将两个含不同变色单元和功 能团的二芳烯联接于同一体系中。作为中心的双烯桥环的2_，3_，4_，5-位碳原子全 部以单键联结着较大的官能团，这种大的立体位阻将使得该物质在固态时难以很好地共 面，从而减少分子的侧面聚集。这种“拥挤”设计的目的就是使该化合物在固态时，同 样表现出良好的荧光量子效率(而现有的绝大多数二芳烯变色材料(无论是单分子还是聚 合物)，在固态时均难以表出现良好的荧光性能。从而难以依据荧光的变化来进行非破坏4性的信息读出。而对二芳烯存储材料来说，利用荧光作为非破坏性读出比利用紫外光读 出更具优点)。此外，作为外围树枝状的多噻吩体系，在分子设计上，通过控制不同噻吩的连 接数目，便可方便地控制它们共轭的长度，从而可实现不同光照后的不同的颜色变化。 并且，噻吩环热稳定性好，原料廉价易得，桥连方便；芳环上的多烷基也将使该材料具 有良好的溶解性，有利于材料的成膜和实用化研究。本专利技术所提供的含多噻吩基团的光致变色化合物，其具有式I所示结构I式I中，R1, R3, R5和R7分别独立选自氢(H)或C1 C6链状(直链或支 链)烷基中一种；R2, R4, R6,和R8分别独立选自C1-C6链状(直链或支链)烷基中 一种；m为0 4的整数，η为0 4的整数，ρ为0 4的整数，q为0 4的整数， 且当m、η、ρ和q中有二个或二个以上不为零时，则m、η、ρ和q中至少有二个取相同的非零值；r 为 1 3 的整数；X 为 S， \、s々0 . R9\SiZ Rl° "-Αι,其中，R9和Rltl分别独立选自C1-C6链状(直链或支链)烷基或5元 6元 芳环基中一种。在本专利技术一个优选的技术方案中，R1, R3, R5和R7分别独立选自氢(H)或 C1-C3烷基中一种；更优选的R1, R3, RjPR7分别独立选自氢(H)或甲基一种。在本专利技术另一个优选的技术方案中，R2, R4, R6,和R8分别独立选自C1-C3 烧基中一种；更优选的R2, R4, R6,和R8均为甲基。在本专利技术又一个优选的技术方案中，m为0 2的整数，η为0 2的整数，ρ 为0 2的整数，q为0 2的整数，且当m、η、ρ和q中有二个或二个以上不为零时， 则m、η、ρ和q中至少有二个取相同的非零值；在更优选的技术方案中，m、η、ρ和q均为零，m = n=l、ρ = q = 0, η = ρ = 1、q = m = 0 或 q = m=l、η = ρ = 0。在本专利技术又一个优选的技术方案中，R9和Rltl分别独立选自C1 C3烷基中一 种；5R2 )rRR6Ri在更优选的技术方案中，&和111(1均为甲基。综上所述，最佳的本专利技术所述的含多噻吩基的化合物是2，3，4，5-四 (2，，5，- 二甲基-3，-噻吩)基噻吩、3，4-二(5，-甲基-2，-噻吩)基-2， 5-二(2，，5，- 二甲基-3，-噻吩)基噻吩、2，5-二(2，，5，- 二甲基-3，-噻 吩)基-3，4-二 基噻吩、2，3，4， 5-四(2，，5，- 二甲基-3，-噻吩)基噻咯、2，3-二 基-4，5-二(2，，5’ - 二甲基-3，-噻吩)基噻吩、 2，3-二(2，，5，- 二甲基-3，-噻吩)基-4，5-二 基二氧化噻吩、2，3-二(3，，5，- 二甲基-2，-噻 吩)基-4，5-二 基 噻吩或2，3，4，5-四(3，，5，- 二甲基-2，-噻吩)基二氧化噻吩。本专利技术还提供一种制备式I所示化合物的方法，其主要步骤是在有催化剂存在 条件下，由取代的噻吩格氏试剂或含硼酸基的取代噻吩(如式II、III或IV所示化合物) 与卤代环戊二烯杂环化合物(式V所示化合物)于0°C 200°C反应后制得目标物。权利要求1.一种含多噻吩基团的光致变色化合物，其具有式I所示结构2.如权利要求1所述的光致变色化合物，其特征在于，其中m为O 2的整数，η为 O 2的整数，ρ为O 2的整数，q为O 2的整数，且当m、η、ρ和q中有二个或二 个以上不为零时，则m、η、ρ和q中至少有二个取相同的非零值。3.如权利要求2所述的化合物，其特征在于，其中m、η、ρ和q均为零，m= n = 1、ρ = q = O, η = ρ = 1> q = m = 0 或 q = m= l、η = ρ = 0。4.如权利要求1 3中任意一项所述的光致变色化合物，其特征在于，其中R1,R3, R5和R7分别独立选自H或C1 C3烷基中一种。5.如权利要求4所述的光致变色化合物，其特征在于，其中R1,R3, R5和R7分别独 立选自H或甲基一种。6.如权利要求1 3中任意一项所述的光致变色化合物，其特征在于，其中R2,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含多噻吩基团的光致变色化合物，其具有式Ⅰ所示结构：＊＊＊Ⅰ式Ⅰ中，Ｒ↓［１］，Ｒ↓［３］，Ｒ↓［５］和Ｒ↓［７］分别独立选自：Ｈ或Ｃ↓［１］～Ｃ↓［６］链状烷基中一种；Ｒ↓［２］，Ｒ↓［４］，Ｒ↓［６］，和Ｒ↓［８］分别独立选自Ｃ↓［１］～Ｃ↓［６］链状烷基中一种；ｍ为０～４的整数，ｎ为０～４的整数，ｐ为０～４的整数，ｑ为０～４的整数，且当ｍ、ｎ、ｐ和ｑ中有二个或二个以上不为零时，则ｍ、ｎ、ｐ和ｑ中至少有二个取相同的非零值；ｒ为１～３的整数；Ｘ为Ｓ，＊＊＊；其中，Ｒ↓［９］和Ｒ↓［１０］分别独立选自：Ｃ↓［１］～Ｃ↓［６］链状烷基或５元～６元芳环基中一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗千福，凌祥，陈春蕾，张国，程慧，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31