紫精—双羧酸化合物的设计合成及其变色性质研究

发布时间：2021-10-11 17:40

　　变色材料是指在外界物理或化学刺激下,颜色发生可逆改变的一类功能材料,因其在日常生活与各类高科技领域的实际和潜在应用价值一直受到人们的广泛关注。紫精类化合物（1,1’-双取代4,4’联吡啶盐）具有良好的可逆氧化还原性能,并且在此过程中常伴随着非常明显的颜色变化。自上世纪七十年代以来,此类化合物在电致变色材料、光致变色材料、太阳能电池和生物体系等诸多方面的研究及应用日益受到重视。本论文中设计并合成了一系列紫精-双羧酸有机化合物,报道了首例由电子转移引发的可逆压致、水敏变色现象,同时通过对含不同结晶水化合物的系统研究,阐明了结构与性质之间的关系以及水对固态材料中电子转移过程的影响;此外,构筑了两例紫精双羧酸金属有机配位聚合物,所得材料在压、光、水敏变色及胺类化合物区分检测上表现出良好的性质。本论文的研究工作主要分为以下两部分:1.紫精-双羧酸有机化合物的合成、表征及其变色性质研究设计发展多功能、稳定的变色材料一直是变色材料领域研究的热点与挑战。拥有良好氧化还原性能的紫精类化合物具有潜在的变色能力,以其作为基础的结构单元可能会赋予材料新的可控多功能变色性质,因此我们合成了一系列紫精-双羧酸有机... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

螺噁嗪类光致变色开关环反应

俘精酸酐类化合物是另一类研究较为系统的有机光致变色材料，[75,76]是纪初最早由 Stobbe 课题组利用琥珀酸酯和芳香醛或酮缩合而成的产物。俘酐类化合物通式及其开关环示例如图 1-3a 和 b 所示：其开环体在受到紫外发后，己三烯部分的 6π 电子顺旋电环化反应产生环己二烯结构（即闭环体共轭结构的变化导致吸收光谱红移，故而呈现出不同颜色；在可见光作用下环体可恢复为开环体，颜色也随之恢复。从二十世纪七十年代末开始，He人开始着重研究此类化合物，并通过一系列研究发现，相比于其他位置的取，在 R1位置的杂环取代对整个化合物的性质有着十分重要的影响。[77-79]其最早被合成的有机光致变色类化合物之一，这类化合物在可擦除光学信息存面有广阔的应用前景。目前，杂环俘精酸酐是此类化合物中研究最为热门的，因其敏感度、稳定性均十分出色，且在长波区有较强吸收，除单纯作为变料，近年来其在交叉学科方面的应用也日益受到关注。[80]

华东师范大学博士学位论文二芳基乙烯类化合物是另外一类通过外界刺激引起开关环反应而表现出变色现象的材料，自上世纪八十年代开始走进大众视野。不同于以上所提及的几类化合物，此类化合物的电环化反应只能被光所引发，却无法被热所激发，因此常见于光转换、信息存储类材料的设计及应用，其最大的优势在于非对称的此类化合物拥有非常好的抗疲劳性及成色体的热稳定性。[16]目前，由于优秀的耐疲劳性、良好的热稳定性以及灵敏的光反应性等优点，二噻吩乙烯是此类化合物的研究热点，尤其是对其在光信息存储器件的潜在应用，如何能够对光引起的两种异构体进行准确识别，同时避免光异构化反应的发生，是决定其光信息存储效果的关键。光所引起的结构变化及常见的取代基如下图（图 1-4）所示。[81]


本文编号：3430970