[发明专利]吡唑啉酮缩苯基氨基脲类光致变色化合物的制备及应用

说明书

技术领域

本发明属于有机光致变色材料领域，尤其是一种吡唑啉酮缩苯基氨基脲类光致变色化合 物的制备及应用。

技术背景

信息科学技术的发展，需要高密度、高响应速度、海量存储用光信息存储材料。有机光 致变色材料是一类具有特殊光化学性质的新型功能材料，是信息存储和激光全息防伪、分子 开关等领域最具应用潜力的高技术材料。

近几十年来对光致变色材料的研究及应用主要集中在俘精酸酐、二芳基乙烯、螺吡喃、 螺噁嗪以及相关的杂环化合物等，且绝大多数是在溶液下变色，多数光致变色化合物的稳定 性和抗疲劳性较差，对光的灵敏性、抗氧化性也不理想，这给其应用带来很大限制。

发明内容

为了改善光致变色材料的应用性能，本发明开发了一种在固态下具有光致变色性能的吡 唑啉酮缩苯基氨基脲类化合物。该类化合物是吡唑啉酮衍生物与苯基氨基脲进行缩合反应而 得到，具有良好的抗疲劳性能、不易光降解、响应速度快等优点，在光信息存储、防伪、光 致分子开关器件、光致发光器件、防辐射用的光致变色太阳镜片、膜片材料等领域具有广阔 的应用前景。同时，通过改变吡唑啉酮环四位上的取代基团对其结构进行修饰，可实现其变 色性能的可调。与现有的光致变色材料相比，本发明有助于合成和发现具有良好性能的光致 变色化合物，从而为分子设计、结构修饰、性能筛选提供实验方法、结构分析、机理研究方 面的理论和实践依据，对丰富和扩展有机光致变色体系具有重要的科学意义和科学价值。

附图说明

图1为吡唑啉酮缩苯基氨基脲类光致变色化合物的分子结构通式；

图2为化合物1a的单晶结构图；

图3为化合物1a的时间相关紫外漫反射光谱；

图4为吡唑啉酮缩苯基氨基脲类光致变色化合物的光致变色机理示意图；

图5为化合物1a的抗疲劳测试图。

具体实施方式

本发明合成的吡唑啉酮缩苯基氨基脲类光致变色化合物的分子结构通式可用图1表示， 现以结构通式中R为间溴苯基为例进行详细说明。

实施例1：[化合物1a]：

在结构通式中当R为间溴苯基，即构成化合物1a，其名称为1，3-二苯基-4-间溴苯亚甲基 -5-吡唑啉酮缩苯基氨基脲(1a)，其结构式如下：

该化合物的合成方案如Scheme 1所示：

Scheme 1：

具体合成步骤如下：

1、1，3-二苯基-5-吡唑啉酮(A)的合成

在500mL装有电动搅拌器、温度计和两个滴液漏斗的四口瓶中加入125mL水，62mL石 油醚和48mL乙酰乙酸乙酯，用冰水浴降温至5℃，加入15mL 33％NaOH溶液，温度保持在 10℃以下，pH值约在11。在强烈搅拌下，由两侧口的滴液漏斗同时缓慢滴加68mL 33％的NaOH 溶液和48.3mL苯甲酰氯，滴加时间约为1.5h，滴完之后撤去冰水浴，再于室温下搅拌1h，静 置，分出水层(含苯甲酰乙酸乙酯钠)，在该水层中加入10g NH₄Cl固体，缓慢搅拌8h，分出橙 黄色油层，用水洗涤油层3次，得苯甲酰乙酸乙酯45g，产率62％。

在广口烧杯中将苯甲酰乙酸乙酯和苯肼按等摩尔比混合，置于45℃水浴上，用玻璃棒不 断搅拌，约30min出现橙黄色混浊，再继续搅拌至固体由湿润到干，放置4h后，反应混合物 全部成为固体，用95％乙醇重结晶两次，干燥，得到黄色晶体。

熔点：136-137℃。

元素分析(C₁₅H₁₂N₂O)：实测值(理论值％)C 76.01(76.25)；H 4.91(5.12)；N 12.02(11.86)。

2、1，3-二苯基-4-间溴苯甲酰基-5-吡唑啉酮(B)的合成