[發明專利]一類新型非對稱紫精化合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010749584.8
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111793062B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 劉淑娟;車雪婷;趙強;黃維;莊艷玲
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C07D401/14
• 分類號: C07D401/14;C09K9/02;B01J31/02;G02F1/1503
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明公開了一類新型非對稱紫精化合物及其制備方法和應用，所述新型非對稱紫精化合物，主要是由4,4'?聯吡啶和不同的給電子基團、吸電子基團及抗衡陰離子組成。本發明主要是將不同的給、受體基團引入到4,4'?聯吡啶中，之后再通過抗衡離子交換得到具有不同抗衡陰離子的新型非對稱紫精化合物；在外加電場的刺激下，新型非對稱紫精化合物的顏色會隨著其氧化態和還原態的相互轉化而發生可逆變化，利用此特性可制得一類性能良好的電致變色器件，有望在顯示器、汽車后視鏡、電致變色智能窗等領域得到廣泛應用。

技術領域

本發明屬于有機光電材料技術領域，具體涉及一類新型非對稱紫精化合物及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，電致變色材料由于其獨特的結構和可調性，在顯示器、傳感器、信息存儲器和節能建筑等領域展現出良好的應用前景；電致變色是指電致變色材料在外加電場的刺激下，其光學屬性(吸收率、透射率和反射率等)發生可逆變化的現象。在表觀上，通常顯示為透明度及顏色的可逆變化。電致變色材料制成的器件稱為電致變色器件，可通過氧化還原反應實現著色和消色的可逆變化，具有響應時間快、著色率高、對比度高和穩定性好等優點。更重要的是有機電致變色材料種類繁多，通過對其分子基團進行設計、修飾，從而實現了多種顏色變化，因而得到了人們的廣泛關注。

紫精，是一類常見的有機小分子電致變色材料，具有良好的氧化還原性和相對穩定的變色過程，極好的電子接受能力及取代基結構易調節等優點；紫精通過兩次得失單電子，可形成三種具有不同的顏色的可逆的氧化還原狀態，利用這一特性，改變其兩端氮取代基上的基團和各種抗衡離子，可以將其廣泛應用于顯示器、智能玻璃等領域，然而目前現有技術中的應用于電致變色器件的紫精化合物結構種類有限。

發明內容

針對上述技術問題，本發明設計提供了一類新型非對稱紫精化合物及其制備和應用，為進一步開發新型電致變色材料和器件提供了新思路和新方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：在4,4'-聯吡啶受體的一端引入三苯胺衍生物，另一端引入不同的給電子基團或吸電子基團，再通過抗衡離子交換得到的具有不同抗衡陰離子的非對稱紫精化合物。利用這種具有“推—拉電子”結構的非對稱紫精分子內不同強度的電荷轉移，在外加電場刺激下，會發生可逆的氧化還原反應并伴隨著顏色的變化，進一步，通過摻雜合適的電解質制成性能穩定的電致變色器件。

本發明公開的一類新型非對稱紫精化合物，具有如下結構通式：

其中，R為具有正整數個碳原子的支鏈、直鏈、環狀烷基鏈或環狀烷醚鏈；

其中，R’為中任意一個；

其中，X^-為Cl^-,Br^-,I^-,PF₆^-,BF₄^-,TFSI^-中任意一個。

所述的新型非對稱紫精化合物的合成路線如下：

所述的新型非對稱紫精化合物具體合成步驟為：

(1)化合物2的制備：將1-氯-2,4-二硝基苯和4,4'-聯吡啶在無水乙腈(ACN)溶劑中，在氮氣保護下，回流反應36～72h，冷卻至室溫，將有機溶劑旋干至少量，再加入大量乙醚，靜置，抽濾，用乙醚洗滌2～3次，真空干燥得化合物2；

(2)化合物4的制備：在2,4-二硝基苯酚和4-甲基苯磺酰氯的乙腈溶劑中加入碳酸銫，加熱攪拌1h以內，水和有機溶劑萃取2～3次，用無水硫酸鈉干燥，將有機溶劑旋干，真空干燥得到化合物4；