[發(fā)明專利]含多噻吩基團的光致變色化合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310088718.6
• 申請日: 2010-11-11
• 公開（公告）號: CN103159734A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅千福;凌祥;陳春蕾;張國;程慧
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學
• 主分類號: C07D333/48
• 分類號: C07D333/48;C09K9/02
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 薛美英

本申請是申請?zhí)枺?01010539206.3，申請日：2010年11月11日，發(fā)明名稱：含多噻吩基團的光致變色化合物的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可用于建筑材料、特殊保護，多色顯示、全色打印、多維分子開關(guān)特和多維信息存儲及讀出等領(lǐng)域的含多噻吩基團的光致變色化合物。

背景技術(shù)

光致變色是指具有不同吸收波長的兩種異構(gòu)體在特定波長和強度的光的作用下發(fā)生的一種可逆轉(zhuǎn)換。其最直觀的表現(xiàn)就是顏色的互變。這種顏色變化可廣泛應(yīng)用于織物變色、透鏡調(diào)光、裝飾防偽、化妝品、玩具等方面。這些不需要經(jīng)過特殊的加工處理，僅僅利用光照即可快速實現(xiàn)的改變，更使之在各種光子開關(guān)特別是有機可控光信息存儲材料等高科技領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。目前，在主要的有機光致變色材料的研究領(lǐng)域里，二噻吩乙烯類光致變色體系是其中的杰出代表（Irie?M.Chem.Rev.2000,100,1685；De?Jong,Jaap?J.D.;Lucas,Linda?N.;Kellogg,Richard?M.;van?Esch,Jan?H.;Feringa,Ben?L.Science(2004),304(5668),278）。

綜觀目前研究報道的二芳烯變材料，它們絕大多數(shù)只含一種二芳烯光致變色單元，為了滿足飛速發(fā)展的生產(chǎn)和科技需求，實現(xiàn)多色彩顯示，高密度的信息存儲，最理想的材料是多色彩的多維光子存儲材料。這就要求將兩種或多種不同共軛長度的光致變色單元均勻糅合于同一體系中。這種要求對分子設(shè)計和化學合成提出了挑戰(zhàn)，往往由于其合成的復(fù)雜性而采用將兩個或多個單一變色單元的小分子的光致變色單元簡單的混合摻雜于常用的高分子的基質(zhì)中，這種方法是目前多變色單元器件設(shè)計所采取的常用方法。含有高濃度光致變色單元的摻雜型具有易制備的特點，但分散于高分子中的光致變色小分子的摻雜濃度無可避免地受到其溶解度的限制，光照時間長了還會出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象。另一種方法是由Irie?M.等人（Morimoto?M.,Kobatake?S.,Irie?M.J.Am.Chem.Soc.,2003,125(36),11080.）首先報道，它們利用不同吸收波長的光致變色小分子混合培養(yǎng)了多色混晶，這些混晶在光的作用下，可以表現(xiàn)出多種顏色。由于混晶材料制備較為困難，且并非所有的有機光致變色化合物在晶體狀態(tài)下都能保持良好的光致變色性能，更重要的是它很難大規(guī)模生產(chǎn)，所以很難實際應(yīng)用在光信息存儲上。所以，繼續(xù)開發(fā)具有多波長響應(yīng)的多色光致變色材料尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計制備一類將兩種不同共軛長度的光致變色單元糅合于同一個多芳烯體系中，在結(jié)構(gòu)上，以芳香雜環(huán)為中心，并以此為雙烯橋，將兩個含不同變色單元和功能團的二芳烯聯(lián)接于同一體系中。作為中心的雙烯橋環(huán)的2-，3-，4-，5-位碳原子全部以單鍵聯(lián)結(jié)著較大的官能團，這種大的立體位阻將使得該物質(zhì)在固態(tài)時難以很好地共面，從而減少分子的側(cè)面聚集。這種“擁擠”設(shè)計的目的就是使該化合物在固態(tài)時，同樣表現(xiàn)出良好的熒光量子效率（而現(xiàn)有的絕大多數(shù)二芳烯變色材料（無論是單分子還是聚合物），在固態(tài)時均難以表出現(xiàn)良好的熒光性能。從而難以依據(jù)熒光的變化來進行非破壞性的信息讀出。而對二芳烯存儲材料來說，利用熒光作為非破壞性讀出比利用紫外光讀出更具優(yōu)點）。

此外，作為外圍樹枝狀的多噻吩體系，在分子設(shè)計上，通過控制不同噻吩的連接數(shù)目，便可方便地控制它們共軛的長度，從而可實現(xiàn)不同光照后的不同的顏色變化。并且，噻吩環(huán)熱穩(wěn)定性好，原料廉價易得，橋連方便；芳環(huán)上的多烷基也將使該材料具有良好的溶解性，有利于材料的成膜和實用化研究。

本發(fā)明所提供的含多噻吩基團的光致變色化合物，其具有式Ⅰ所示結(jié)構(gòu)：

式Ⅰ中，R₁,R₃,R₅和R₇分別獨立選自：氫（H）或C₁～C₆鏈狀（直鏈或支鏈）烷基中一種；R₂,R₄,R₆,和R₈分別獨立選自C₁～C₆鏈狀（直鏈或支鏈）烷基中一種；

m為0～4的整數(shù)，n為0～4的整數(shù)，p為0～4的整數(shù)，q為0～4的整數(shù)，且當m、n、p和q中有二個或二個以上不為零時，則m、n、p和q中至少有二個取相同的非零值；

r為1～3的整數(shù)；X為S，