[發明專利]咪唑-噻吩芳雜環超短波長光致變色二芳基乙烯化合物的合成方法及應用

有效

• 申請號: 201410334452.3
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104098555A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 蒲守智;王仁杰;董小榮;劉剛;范叢斌;崔士強;劉宏亮
• 申請（專利權）人: 江西科技師范大學
• 主分類號: C07D409/08
• 分類號: C07D409/08;C07D413/08;C07D401/08;C07D233/64;C09K9/02;C09K11/06;G11B7/241;H03K17/94
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及一種咪唑-噻吩芳雜環超短波長光致變色二芳基乙烯化合物的合成方法及應用。

背景技術

隨著信息存儲技術的高速發展，人們對于光信息存儲材料的容量、數據傳輸率和響應時間等方面提出了越來越高的要求。而探索以有機光致變色化合物作為可擦重寫信息材料格外引人注目，因為與無機材料相比，有機材料具有靈敏度高，反應速度快、容易制成薄膜、原料價格比較低，并且可以通過化學修飾大幅度調整材料的結構和性質以滿足存儲要求等優點，但同時也存在著光熱穩定性和抗疲勞性較差等不利因素。近年來，研究合成性能優良的光致變色有機化合物成為新型光子型儲材料的主要方向，同傳統的存儲材料（如磁光、相變以及其它光熱材料）相比，光子型的有機光致變色記錄材料，不僅能夠大大提高存儲密度，而且可以縮短記錄時間，使得性能優良的有機光致變色化合物材料在高科技領域以及民用行業得到了一定的應用，并迅速發展成為新一代光信息存儲材料的研究熱點。

有機光致變色材料由于光電特性具有可逆性和結構可控等優點，并且具有足夠的熱穩定性、良好的耐疲勞、且對半導體激光器靈敏、響應速度快等特點。因此，在高密度、可擦重寫光子型光信息存儲領域備受關注。到目前為止，在眾多的有機光致變色化合物中，主要有螺吡喃類（Spiropiran）、俘精酸酐（Fulgides）、偶氮苯類（Azo）、希夫堿類（Schiff?base）、二芳基乙烯（Diarylethene）等幾大類，其中由日本化學家M.?Irie等人首次報道合成的二芳基乙烯類化合物，由于具有很好的熱穩定性、顯著的抗疲勞性、快速響應性等優點，使其在信息存貯領域的研究熱潮遠遠超過其它幾類光致變色化合物，并迅速發展成為最具應用潛力的光存儲材料。近年來，隨著對二芳基乙烯類光致變色化合物研究的逐步深入，其應用范圍也越來越廣闊。二芳基乙烯分子在光異構化過程中，除吸收光譜發生變化以外，通常還伴隨著其它物理化學性質的可逆變化，例如幾何構型、熒光性質、折射率、氧化/還原電位、介電常數等。由于這些變化參數可以通過光進行調控，所以，二芳基乙烯衍生物除了在光信息存儲領域的應用外，其在新型光電器件、多功能離子傳感器、光驅動器以及防偽技術等方面具有廣闊的應用前景。為了尋找和研究性能優良的二芳基乙烯光致變色材料，研究人員在對二芳基乙烯的分子化學修飾以及新型取代橋頭單元的研究中付諸了極大的熱情，而對于結構不同、性質各異的二芳基乙烯光致變色化合物，從分子設計合成角度講，目前主要研究方向可概況為三大類：一類是通過變換二芳基乙烯分子的乙烯鍵中心單元結構，即橋頭單元，尋找結構新穎、性能優異的功能分子；第二類則是通過改變閉環后形成己三烯結構的兩側芳雜環基，或者在芳雜環基的末端進一步引入不同的取代芳基以及鑲嵌數目不同的多元環，例如在傳統含全氟環戊烯型二芳基乙烯的乙烯鍵兩側引入不同性質的芳雜環；第三類是在二芳基乙烯的一端或兩端末端芳香環上進行化學修飾、轉換、替換成不同的芳雜環和取代基，或者在芳雜環上接植上性能各異的功能基團（如熒光發色團），使之與光致變色主體化合物作用，進而具有諸如熒光、液晶、磁性、探針等新功能。迄今為止，在眾多已報道的二芳基乙烯類化合物分子中，大多數均為可見光區光致變色化合物，其波長范圍一般處于450~650?nm，而對于光環化反應產生的閉環態異構體吸收波長在超短波長范圍內（300~400?nm）的二芳基乙烯類化合物則鮮有報道。咪唑五元芳雜環由于具有較低的芳香穩定能，因此，可以用來設計合成含有咪唑環的二芳基乙烯分子，到目前為止，以咪唑-噻吩芳雜環合成的不對稱超短波長全氟環戊烯類二芳基乙烯類化合物尚未見任何文獻和專利報道。

發明內容

本發明的目的就是提供一種咪唑-噻吩芳雜環超短波長光致變色二芳基乙烯化合物的合成方法及應用。

本發明的咪唑-噻吩芳雜環超短波長光致變色二芳基乙烯化合物的分子結構式如下：

,

其中Ar基團為五元/六元芳雜環噻吩、異噁唑、苯以及吡啶等芳雜環；R基團為氫原子、甲氧基、氰基等基團。

本發明的咪唑-噻吩芳雜環超短波長光致變色全氟環戊烯類二芳基乙烯化合物的通用合成方法是：