咪唑-噻吩芳雜環(huán)超短波長(zhǎng)光致變色二芳基乙烯化合物的合成方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種咪唑-噻吩芳雜環(huán)超短波長(zhǎng)光致變色二芳基乙烯化合物的合成方法及應(yīng)用，該光致變色材料在在溶液或薄膜中均可保持良好的光致變色性能，并且開(kāi)環(huán)態(tài)在265~276nm范圍內(nèi)具有較弱的熒光，而閉環(huán)態(tài)在400~550nm范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的熒光，可用于熒光光控開(kāi)關(guān)以及防偽技術(shù)等，及短波長(zhǎng)高密度全息光存儲(chǔ)材料，與對(duì)稱噻吩或苯并噻吩型全氟環(huán)戊烯材料相比較，其制備材料的成本相對(duì)較低，應(yīng)用前景較大。
【專利說(shuō)明】咪唑-噻吩芳雜環(huán)超短波長(zhǎng)光致變色二芳基乙烯化合物的 合成方法及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種咪唑-噻吩芳雜環(huán)超短波長(zhǎng)光致變色二芳基乙烯化合物的合成 方法及應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著信息存儲(chǔ)技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)于光信息存儲(chǔ)材料的容量、數(shù)據(jù)傳輸率和 響應(yīng)時(shí)間等方面提出了越來(lái)越高的要求。而探索以有機(jī)光致變色化合物作為可擦重寫(xiě)信息 材料格外引人注目，因?yàn)榕c無(wú)機(jī)材料相比，有機(jī)材料具有靈敏度高，反應(yīng)速度快、容易制成 薄膜、原料價(jià)格比較低，并且可以通過(guò)化學(xué)修飾大幅度調(diào)整材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以滿足存儲(chǔ) 要求等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在著光熱穩(wěn)定性和抗疲勞性較差等不利因素。近年來(lái)，研究合成性 能優(yōu)良的光致變色有機(jī)化合物成為新型光子型儲(chǔ)材料的主要方向，同傳統(tǒng)的存儲(chǔ)材料(如 磁光、相變以及其它光熱材料）相比，光子型的有機(jī)光致變色記錄材料，不僅能夠大大提高 存儲(chǔ)密度，而且可以縮短記錄時(shí)間，使得性能優(yōu)良的有機(jī)光致變色化合物材料在高科技領(lǐng) 域以及民用行業(yè)得到了一定的應(yīng)用，并迅速發(fā)展成為新一代光信息存儲(chǔ)材料的研究熱點(diǎn)。
[0003] 有機(jī)光致變色材料由于光電特性具有可逆性和結(jié)構(gòu)可控等優(yōu)點(diǎn)，并且具有足夠的 熱穩(wěn)定性、良好的耐疲勞、且對(duì)半導(dǎo)體激光器靈敏、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。因此，在高密度、可 擦重寫(xiě)光子型光信息存儲(chǔ)領(lǐng)域備受關(guān)注。到目前為止，在眾多的有機(jī)光致變色化合物中， 主要有螺批喃類（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(xué)家M. Irie等人首次報(bào)道 合成的二芳基乙烯類化合物，由于具有很好的熱穩(wěn)定性、顯著的抗疲勞性、快速響應(yīng)性等優(yōu) 點(diǎn)，使其在信息存貯領(lǐng)域的研究熱潮遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其它幾類光致變色化合物，并迅速發(fā)展成為 最具應(yīng)用潛力的光存儲(chǔ)材料。近年來(lái)，隨著對(duì)二芳基乙烯類光致變色化合物研究的逐步深 入，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣闊。二芳基乙烯分子在光異構(gòu)化過(guò)程中，除吸收光譜發(fā)生變化 以外，通常還伴隨著其它物理化學(xué)性質(zhì)的可逆變化，例如幾何構(gòu)型、熒光性質(zhì)、折射率、氧化 /還原電位、介電常數(shù)等。由于這些變化參數(shù)可以通過(guò)光進(jìn)行調(diào)控，所以，二芳基乙烯衍生 物除了在光信息存儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用外，其在新型光電器件、多功能離子傳感器、光驅(qū)動(dòng)器以及 防偽技術(shù)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。為了尋找和研究性能優(yōu)良的二芳基乙烯光致變色 材料，研究人員在對(duì)二芳基乙烯的分子化學(xué)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(duì)于結(jié)構(gòu)不同、性質(zhì)各異的二芳基乙烯光致變色化合物，從分子設(shè)計(jì)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(guò)變換二芳基乙烯分子的乙烯鍵中心單 元結(jié)構(gòu)，即橋頭單元，尋找結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)異的功能分子；第二類則是通過(guò)改變閉環(huán)后形 成己三烯結(jié)構(gòu)的兩側(cè)芳雜環(huán)基，或者在芳雜環(huán)基的末端進(jìn)一步引入不同的取代芳基以及鑲 嵌數(shù)目不同的多元環(huán)，例如在傳統(tǒng)含全氟環(huán)戊烯型二芳基乙烯的乙烯鍵兩側(cè)引入不同性質(zhì) 的芳雜環(huán)；第三類是在二芳基乙烯的一端或兩端末端芳香環(huán)上進(jìn)行化學(xué)修飾、轉(zhuǎn)換、替換成 不同的芳雜環(huán)和取代基，或者在芳雜環(huán)上接植上性能各異的功能基團(tuán)（如熒光發(fā)色團(tuán))，使 之與光致變色主體化合物作用，進(jìn)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(bào)道的二芳基乙烯類化合物分子中，大多數(shù)均為可見(jiàn)光區(qū)光致變色化合物，其波 長(zhǎng)范圍一般處于45(T650 nm，而對(duì)于光環(huán)化反應(yīng)產(chǎn)生的閉環(huán)態(tài)異構(gòu)體吸收波長(zhǎng)在超短波長(zhǎng) 范圍內(nèi)（30(T400 nm)的二芳基乙烯類化合物則鮮有報(bào)道。咪唑五元芳雜環(huán)由于具有較低 的芳香穩(wěn)定能，因此，可以用來(lái)設(shè)計(jì)合成含有咪唑環(huán)的二芳基乙烯分子，到目前為止，以咪 唑-噻吩芳雜環(huán)合成的不對(duì)稱超短波長(zhǎng)全氟環(huán)戊烯類二芳基乙烯類化合物尚未見(jiàn)任何文 獻(xiàn)和專利報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是提供一種咪唑-噻吩芳雜環(huán)超短波長(zhǎng)光致變色二芳基乙烯化 合物的合成方法及應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明的咪唑-噻吩芳雜環(huán)超短波長(zhǎng)光致變色二芳基乙烯化合物的分子結(jié)構(gòu)式 如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種咪唑-噻吩芳雜環(huán)超短波長(zhǎng)光致變色二芳基乙烯化合物，其特征在于：其分子 結(jié)構(gòu)式如下：
其中Ar基團(tuán)為五元/六元芳雜環(huán)噻吩、異噁唑、苯以及吡啶等芳雜環(huán)；R基團(tuán)為氫原 子、甲氧基、氛基等基團(tuán)。
2. 如權(quán)利要求1所述的咪唑-噻吩芳雜環(huán)超短波長(zhǎng)光致變色二芳基乙烯化合物，其合 成方法是：（1)以2-甲基噻吩為原料，在冰浴條件下溴化，然后通過(guò)與正丁基鋰（n-BuLi) 和硼酸三丁酯反應(yīng)，生成2-甲基-3-溴-5-硼酸基噻吩，再以三苯基磷鈀作催化劑，通過(guò)偶 聯(lián)反應(yīng)將各種取代的鹵代苯與噻吩環(huán)連接起來(lái)得到各種取代的噻吩類中間體；（2)在正丁 基鋰作用下，將步驟（1)中得到的中間體與全氟環(huán)戊烯反應(yīng)生成單取代的全氟環(huán)戊烯；（3) 以4-甲基咪唑?yàn)樵希ㄟ^(guò)與芐基三乙基氯化銨和苯磺酰氯反應(yīng)，得到N-苯磺酰基-4-甲 基咪唑；（4)在低溫氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，將N-苯磺?；?4-甲基咪唑與正丁基鋰和碘甲烷反 應(yīng)，生成N-苯磺?；?2,4-二甲基咪唑；（5)以2,5-二甲基噻吩、3, 5-二甲基異噁唑、鄰溴 甲苯以及2-溴-3甲基吡啶為原料，在正丁基鋰作用下，與全氟環(huán)戊烯反應(yīng)生成相應(yīng)的單取 代全氟環(huán)戊烯；將步驟（2)和（5)中制備的單取代全氟環(huán)戊烯中間體與步驟（4)中得到的 N-苯磺?；?2,4-二甲基咪唑中間體反應(yīng)，從而得到目標(biāo)化合物。
3. 如權(quán)利要求1所述的咪唑-噻吩芳雜環(huán)超短波長(zhǎng)光致變色二芳基乙烯化合物在制備 短波長(zhǎng)高密度全息可擦寫(xiě)光子型存儲(chǔ)材料的應(yīng)用。
4. 如權(quán)利要求1所述的咪唑-噻吩芳雜環(huán)超短波長(zhǎng)光致變色二芳基乙烯化合物在制備 熒光光控開(kāi)關(guān)的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C09K11/06GK104098555SQ201410334452
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】蒲守智, 王仁杰, 董小榮, 劉剛, 范叢斌, 崔士強(qiáng), 劉宏亮 申請(qǐng)人:江西科技師范大學(xué)