[發明專利]光致變色吲唑?噻吩混聯型全氟環戊烯化合物及其合成方法和應用

有效

• 申請號: 201510245945.4
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN104892588B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 蒲守智;劉剛;劉靜靜;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;C09K9/02
• 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

本發明屬于有機光致變色材料領域，尤其是一種光致變色吲唑-噻吩混聯型全氟環戊烯化合物及合成方法和應用。

背景技術

當今時代，信息發展日新月異，海量信息存儲與高速傳輸已成為進一步發展信息高技術產業的要求。人類不僅要求計算機和電子領域有更高層次的發展，對材料、生物技術方面也提出了高水平的發展要求，最終目標期望能在分子水平、原子水平上儲存信息。光儲存材料分為無機光儲存材料和有機光儲存材料。早期人們研究的是多是一些無機光儲存材料，如碲、鍺及其合金等材料，但是這些材料強烈的吸收或反射各種波長的光，長時間照射易龜裂，而且需要真空蒸鍍的方法合成，制做難度大、成本高；而有機光儲存材料存儲密度高、讀取速度快，成本低、保存時間長、記錄靈敏度高，且材料的光學、熱學性質可以通過改變分子結構來調整。于是，近十幾年來，有機光存儲材料的發展異常迅速。

有機光致變色材料的種類有很多，主要包括螺吡喃類、螺噁嗪類、六苯基雙咪唑類、水楊醛苯胺類、偶氮類、俘精酸酐類和二芳基乙烯類，可由于二芳基乙烯類光致變色化合物具有良好的抗疲勞性和顯著地熱穩定性好等優點，迅速成為信息存儲領域中研究的熱點。此外，二芳烯衍生物由于具有良好的光物理及光化學特性，目前在許多研究領域都表現出了潛在的應用價值。

為了尋找和研究性能優良的二芳基乙烯光致變色材料，研究人員從分子設計合成角度對二芳基乙烯化合物進行研究。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。早期的工作一大部分都集中第二類上，即考查各種芳雜環對二芳烯光致變色性質的影響，并以此為基礎，在雜環上引入特定功能的取代基，構建一系列新型的光致變色體系，使分子具有一定的功能。到目前為止，二芳基乙烯光致變色體系的烯橋主要分為五元芳雜環(噻吩、噻唑、惡唑、苯并噻吩、苯并呋喃和吲哚等)和六元芳雜環(苯環、吡啶、嘧啶和萘環等)。目前，關于吲唑環的研究大部分集中在醫藥生物學方面，其衍生物和鹽作為藥物中間體對癌癥、肺炎等疾病有顯著療效，但把吲唑環引入二芳烯，合成一系列具有光致變色性質的二芳基乙烯化合物還未見報道。與五元芳雜環相比，雖然六元環有較高的芳香穩定能，但經研究發現，吡啶環、萘環的二芳基乙烯化合物具有良好的光致變色性質、較高的摩爾吸光系數和顯著的熱穩定性，所以，我們推斷含有吲唑環的不對稱混聯型二芳基乙烯化合物也可能會有良好的光學性質和理化性質。有本專利首次申請保護吲唑-噻吩混聯骨架的光致變色二芳烯化合物的制備方法及其在高密度光信息存儲技術中的應用。

發明內容

本發明的目的就是提供一種光致變色吲唑-噻吩混聯型全氟環戊烯化合物及合成方法和應用。

本發明的光致變色吲唑-噻吩混聯型全氟環戊烯化合物的分子結構通式如下：

其中R為甲基、氫原子、氟、甲氧基、腈基、三氟甲基、鹵素等基團。

本發明的光致變色吲唑-噻吩混聯型全氟環戊烯化合物的通用合成方法是：

(1)、以2-取代基噻吩為原料，在冰浴條件下溴化，然后通過與正丁基鋰(n-BuLi)和硼酸三丁酯反應，生成2-取代基-3-溴-5-硼酸基噻吩，再以四三苯磷鈀作催化劑，通過偶聯反應將各種取代的鹵代苯如與噻吩環連接起來得到各種取代的噻吩類中間體

(2)、在正丁基鋰作用下，(1)中制備的中間體與全氟環戊烯反應生成單取代的全氟環戊烯；同時將5-溴-4-甲基-1H-吲唑甲基化轉化合成5-溴-1，4-二甲基-1H-吲唑。

(3)、在低溫氮氣-78℃保護條件下，使用正丁基鋰，將步驟(2)中制備的單取代全氟環戊烯與5-溴-1，4-二甲基-1H-吲唑反應，從而得到如分子結構通式類的目標化合物。

本發明的光致變色吲唑-噻吩混聯型全氟環戊烯化合物的主要用途有：攙雜高分子材料或制成膜片，實用于超高密度、可擦寫有機光子型信息存儲材料；用于制備光控開關元件；用于制備光致變色發光器件等。

本發明的光致變色吲唑-噻吩混聯型全氟環戊烯化合物的優點主要有以下幾個方面：