專利名稱：含多噻吩基團(tuán)的光致變色化合物的制作方法
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(hù)，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(tuán)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)的改變，更使之在各種光子開關(guān)特別是有機(jī)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(jī)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 ；DeJong, Jaap J.D.; Lucas, Linda N.;Kellogg, Richard M.; van Eschj Jan H.;Feringaj BenL.Science (2004)，304(5668)，278)。綜觀目前研究報(bào)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(shí)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(jì)和化學(xué)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(gè)或多個(gè)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(jì)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(diǎn)，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(shí)間長了還會(huì)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(bào)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(jī)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(shí)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(jì)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(gè)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(gè)含不同變色單元和功能團(tuán)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(tuán)，這種大的立體位阻將使得該物質(zhì)在固態(tài)時(shí)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(jì)的目的就是使該化合物在固態(tài)時(shí)，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(shí)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(jìn)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(diǎn))。此外，作為外圍樹枝狀的多噻吩體系，在分子設(shè)計(jì)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(shí)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(jià)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(shí)用化研究。本發(fā)明所提供的含多噻吩基團(tuán)的光致變色化合物，其具有式I所示結(jié)構(gòu):
權(quán)利要求
1.一種含多噻吩基團(tuán)的光致變色化合物，其具有式I所示結(jié)構(gòu):
2.如權(quán)利要求1所述的光致變色化合物,其特征在于,其中m為O 2的整數(shù)，η為O 2的整數(shù),P為O 2的整數(shù)，q為O 2的整數(shù),且當(dāng)m、n、p和q中有二個(gè)或二個(gè)以上不為零時(shí)，則m、η、ρ和q中至少有二個(gè)取相同的非零值。
3.如權(quán)利要求2所述的化合物,其特征在于,其中m、η、ρ和q均為零，m=n=l、p=q=0,n=p=l、q=m=0 或 q=m=l、n=p=0o
4.如權(quán)利要求3所述的光致變色化合物，其特征在于，其中R1,R3, R5和R7分別獨(dú)立選自:11或C1-C3烷基中一種。
5.如權(quán)利要求4所述的光致變色化合物，其特征在于，其中R1,R3, R5和R7分別獨(dú)立選自:H或甲基一種。
6.如權(quán)利要求5所述的光致變色化合物，其特征在于，其中R2,R4, R6和R8分別獨(dú)立選自C1-C3烷基中一種。
7.如權(quán)利要求6所述 的光致變色化合物，其特征在于，其中R2,R4, R6和R8均為甲基。
8.如權(quán)利要求7所述的光致變色化合物其特征在于，所述的光致變色化合物是:2，3-二(2’，5’-二甲基-3’-噻吩)基-4，5-二 [2’-甲基-5’-(2”，5”-二甲基-3”-噻吩)基-3’ -噻吩]基二氧化噻吩或2，3，4，5-四(3’，5’ - 二甲基-2’ -噻吩)基二氧化噻吩。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含多噻吩基團(tuán)的光致變色化合物。本發(fā)明以五元芳香雜環(huán)為橋，通過在五元芳香雜環(huán)外圍設(shè)置不同數(shù)目的取代噻吩環(huán)或/和在其(五元芳香雜環(huán))不同橋連位置上設(shè)置取代噻吩環(huán)，從而獲得了本發(fā)明所述的含多噻吩基團(tuán)的光致變色化合物。本發(fā)明所提供的含多噻吩基團(tuán)的光致變色化合物在不同波長的照射光下，可實(shí)現(xiàn)多種顏色的可逆變化。
文檔編號C09K9/02GK103159734SQ201310088718
公開日2013年6月19日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者羅千福, 凌祥, 陳春蕾, 張國, 程慧 申請人:華東理工大學(xué)