[發明專利]一種基于四苯基甲烷或硅烷的化合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710403192.4
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107188902B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 張誠;戴玉玉;李維軍;閆拴馬;曲星星;陳瀾
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C07F7/08
• 分類號: C07F7/08;C07F7/22;C07D333/08;C07D495/04;C09K9/02;G02F1/15;C08G61/12
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

本發明提供了一種式(I)所示的基于四苯基甲烷或硅烷的化合物及其制備方法，以及作為單體在合成電致變色材料薄膜中的應用；本發明所述的基于四苯基甲烷或硅烷的化合物由于具有四面體型的空間結構，經電化學聚合成膜，所得到的薄膜表現出較大的比表面積，同時表現出良好的電致變色等電化學性能；所述薄膜對比度為30％～80％，響應時間為0.5～6s之間，均表現出合理的電化學穩定活性，實驗結果表明這類材料是一類潛在的電致變色材料；

(一)技術領域

本發明涉及一種以四苯基甲烷或硅烷為中心核，不同種類的電致變色基團為外圍基團的化合物及其制備方法，以及作為單體在合成電致變色材料中的應用。

(二)背景技術

隨著全球能源的急劇消耗和環境的不斷惡化。節能環保材料吸引了人們的廣泛關注。電致變色材料正是這樣一種可以改變人類生產生活方式并且有助于合理利用能源的新型功能材料。該材料具有來源豐富、器件制備工藝簡單及工作電壓低等優點，且能廣泛應用在智能窗、電子紙及顯示器等領域。導電聚合物基電致變色材料因結構易修飾、著色效率較高、響應時間較短、光學對比度較高及較豐富的顏色變換而成為電致變色材料中最具有潛力的一類物質。

早期的研究工作主要集中在無機電致變色材料，如三氧化鎢、二氧化銥等。無機電致變色材料具有良好的光化學穩定性和快速響應速度，但其加工成本較高、顏色種類單調、著色效率低下，限制了其在生產生活中的大規模應用。有機電致變色材料由于可以彌補無機變色材料的不足，已經成為人們研究的重點。相對于有機小分子變色材料的種類較少、分子結構不易修飾，導電聚合物電致變色(PEC)材料則由于具有結構種類繁多、變色范圍寬廣、對比度高、加工性能好、能帶可控以及響應速度快等優點而備受人們的關注，被認為是下一代EC 材料的發展方向之一；而聚噻吩類導電聚合物，由于結構易修飾、合成相對簡單等優點，是目前研究最廣泛的一類電致變色材料。

目前，關于電致變色導電高分子主要以線型聚合物為主，而關于體型網狀電致變色導電高分子少有報道。本發明以四苯基甲烷或硅烷為核，不同種類的電致變色基團如噻吩、3,4-乙撐二氧噻吩為外圍基團，設計合成了一類新的基于四苯基甲烷或硅烷電致變色單體，采用電化學的方法成膜及其電致變色方面的應用。

(三)發明內容

本發明的目的是提供一種以四苯基甲烷或硅烷為中心核、外圍修飾不同種類電致變色基團的化合物及其制備方法，以及在電致變色領域中的應用。

本發明的技術方案如下：

一種基于四苯基甲烷或硅烷的化合物，如式(I)所示：

式(I)中，R₁＝C或Si；

R₂選自如下之一所示的基團：

其中“*”表示基團連接位點。

本發明提供了所述基于四苯基甲烷或硅烷的化合物的制備方法，所述的制備方法為：

(1)噻吩類化合物與三丁基氯化錫反應生成錫化的噻吩類中間體；

(2)錫化的噻吩類中間體與四溴-(四苯基)甲烷或硅烷經Suzuki反應生成目標產物。所述噻吩類化合物的結構式如下之一所示：

與上述噻吩類化合物一一對應的錫化噻吩類中間體的結構式如下之一所示：

所述四溴-(四苯基)甲烷或硅烷的結構式如下所示：

R₁＝C或Si。

具體的，所述步驟(1)的操作過程如下：