[發(fā)明專利]含氟端基手性碳的偶氮苯光致變色化合物及其合成方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910047191.6
• 申請(qǐng)日: 2009-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN101503376A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝孔良;于艷紅;陳思;侯愛芹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C245/08
• 分類號(hào): C07C245/08;C09K9/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含氟端基手性碳的偶氮苯光致變色化合物及其合成方法，屬于偶 氮類光致變色材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光致變色(Photochromism)是指化合物A在受到波長(zhǎng)為λ₁的光照時(shí)，可通 過特定的化學(xué)反應(yīng)生成結(jié)構(gòu)和光譜性能不同的化合物B，而在波長(zhǎng)為λ₂的光照或 熱的作用下，化合物B又可逆地生成化合物A的現(xiàn)象，其變化過程如下式所示：

光致變色材料是近年來研究的一類新型功能材料，在高科技領(lǐng)域得到廣泛的 關(guān)注。偶氮苯類化合物的變色機(jī)理是由于含有-N＝N-，存在順式(cis)與反式 (trans)兩種異構(gòu)體，具有獨(dú)特的光學(xué)性能，在光信息存儲(chǔ)材料、非線性光學(xué) 材料、液晶材料、光電子器件、生物分子活性光調(diào)控和納米材料等領(lǐng)域中都有非 常重要的應(yīng)用，在這一方面的研究也越來越受到重視。

一般的偶氮苯類化合物其順式和反式兩種狀態(tài)吸收光譜差別較小，變色不明 顯，且室溫下存儲(chǔ)穩(wěn)定性較低，實(shí)用性不好，限制了其在許多方面的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種光致變色現(xiàn)象更明顯、且室溫下存儲(chǔ)穩(wěn)定的偶氮苯 光致變色化合物及其合成方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種含氟端基手性碳的偶氮苯 光致變色化合物，其特征在于，具有如下通式：

其中，R₁為：

R₂為：

本發(fā)明還提供了上述含氟端基手性碳的偶氮苯光致變色化合物的合成方 法，其特征在于，具體步驟為：

第一步、將4-羧基-4′-N，N-二甲基氨基偶氮苯或4-羧基-4′-N，N-二甲基氨基 雙偶氮苯加入到用冰鹽浴冷卻至0～5℃的二氯亞砜中，加入催化劑N，N-二甲基甲 酰胺，室溫反應(yīng)0.5～2h，然后升溫至30～50℃攪拌1～3h后，再升溫至70～90℃ 反應(yīng)2～6h，真空抽濾掉未反應(yīng)的二氯亞砜，冷卻到室溫待用；

其中，4-羧基-4′-N，N-二甲基氨基偶氮苯或4-羧基-4′-N，N-二甲基氨基雙偶 氮苯與二氯亞砜以及N，N-二甲基甲酰胺的重量比為1∶10～25∶0.02～0.04；

第二步、在第一步所得溶液中加入N，N-二甲基甲酰胺，冷卻至5～10℃，滴 加十二氟庚醇和三乙胺的混合溶液，升溫至70～95℃反應(yīng)3～6h，靜置12～24h， 將靜置后溶液倒入去離子水中，調(diào)pH值到中性，抽濾，烘干，用氯仿重結(jié)晶；

其中，第一步中原料4-羧基-4′-N，N-二甲基氨基偶氮苯或4-羧基-4′-N，N-二 甲基氨基雙偶氮苯與第二步中所用N，N-二甲基甲酰胺、十二氟庚醇和三乙胺的 重量比為1∶5～10∶1.5～2.5∶0.5～1。

進(jìn)一步地，所述第一步中4-羧基-4′-N，N-二甲基氨基偶氮苯或4-羧基-4′ -N，N-二甲基氨基雙偶氮苯與二氯亞砜的重量比優(yōu)選為1∶15～20。

本發(fā)明中所需偶氮苯母體染料4-羧基-4′-N，N-二甲基氨基偶氮苯和4-羧基 -4′-N，N-二甲基氨基雙偶氮苯可以參考文獻(xiàn)(童保云，徐洪耀，余芹，《合成化學(xué)》， 2004，3，210)，采用重氮化偶合方法合成。

本發(fā)明將氟端基手性碳基團(tuán)引入到了偶氮苯化合物中，這種結(jié)構(gòu)的偶氮苯光 致變色化合物至今尚無人報(bào)道，本發(fā)明的化合物選用365nm的紫外光照射時(shí)， 偶氮苯基團(tuán)發(fā)生-N＝N-的順反異構(gòu)而顯示出光致變色現(xiàn)象，用波長(zhǎng)大于440nm的 可見光照射時(shí)，返回到原來的狀態(tài)。這種光致變色循環(huán)過程可以往返多次。其光 致變色性質(zhì)變得明顯了，變色前后UV-Vis吸收光譜變化較大，即順式和反式兩 種狀態(tài)吸收光譜差別變大，且室溫下存儲(chǔ)穩(wěn)定。

本發(fā)明提供的是一種全新的含氟端基手性碳的偶氮苯光致變色化合物，其化 合物的光致變色現(xiàn)象更明顯，且室溫下存儲(chǔ)穩(wěn)定。這在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)材料、液晶顯示 材料、非線性材料、光分子開關(guān)等具有廣泛的潛在應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1產(chǎn)物在四氫呋喃溶劑中的紫外光誘導(dǎo)光譜圖；

圖2為實(shí)施例1產(chǎn)物在四氫呋喃溶劑中的可見光回復(fù)光譜圖；

圖3為實(shí)施例4產(chǎn)物在四氫呋喃溶劑中的紫外光誘導(dǎo)光譜圖；

圖4為實(shí)施例4產(chǎn)物在四氫呋喃溶劑中的可見光回復(fù)光譜圖；