[发明专利]可逆光致变色的二噻吩乙烯钴配合物单晶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能配合物化学技术领域，涉及一种可逆光致变色的二噻吩乙烯钴配合物单晶，本发明还涉及该二噻吩乙烯钴配合物单晶的制备方法。

背景技术

有机光致变色化合物由于吸收特定波长的光子而发生分子结构变化，引起材料分子电子吸收光谱上的差异，从而实现数据记录和存储。与传统的光盘存储材料相比，理论上可实现接近单分子存储水平。二芳基乙烯化合物是有机光致变色化合物中性能最好、最有实用化前景的一类化合物，其中具有二个噻吩基团的全氟代环戊烯由于杰出的双稳定性是广泛被研究的体系。

从晶体工程的角度出发，通过合理设计二噻吩乙烯分子与金属离子自组装可以得到具有新型结构的配合物分子，从而产生一系列新颖的性质和应用背景，实现在紫外光和可见光的交替照射下进行可逆的颜色转换。但是由于在固体相，金属离子参与配位可能会导致芳基集团处于复杂的配位环境，光致变色反应受到阻碍，晶体形状被破坏，抗疲劳性差，由此制约其应用。因此制作出能够用于实际使用的可逆光致变色的二噻吩乙烯钴配合物单晶材料，成为一种发展趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种可逆光致变色的二噻吩乙烯钴配合物单晶，在紫外光和可见光的交替照射下进行可逆的颜色转换，并且保持其晶体形状不被破坏，抗疲劳性好。

本发明的另一目的是提供上述的二噻吩乙烯钴配合物单晶的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种可逆光致变色的二噻吩乙烯钴配合物单晶，该二噻吩乙烯钴配合物单晶的结构式为：

本发明所采用的另一技术方案是，一种制备上述二噻吩乙烯钴配合物单晶的方法，该方法按照以下步骤实施：

步骤1、按1∶1-1.3摩尔比称取2-甲基噻吩与N-氯代丁二酰亚胺，再称取体积比为1∶1的苯和冰醋酸各250ml-270ml，将该四个组分全部加入三口烧瓶中，回流60±10分钟，自然冷却至室温得到混合液，另加入该混合液1~1.2倍体积的NaOH水溶液，用该NaOH水溶液洗涤上述混合液，然后分离合并有机层，用MgSO₄干燥，蒸去大部分溶剂后，减压蒸馏，收集44-58℃馏分，得到无色的2-甲基-5-氯噻吩油状液体；

步骤2、称取步骤1得到的2-甲基-5-氯噻吩油状液体0.1mol加入到80-100ml的CHCl₃中搅拌得到均一溶液，再称取相对于2-甲基-5-氯噻吩0.5-0.7倍摩尔数Br₂加入到10-20mlCHCl₃溶液中混合得到滴加液，再在冰浴下将该滴加液缓慢滴加到上述的均一溶液中，滴加完毕后再反应1.5-2.5小时，用水萃取，合并萃取液的有机层，用MgSO₄干燥，蒸去大部分溶剂后，减压蒸馏，收集85-90℃馏分，得到浅黄色的2-甲基-3-溴-5-氯噻吩油状液体；

步骤3、称取步骤2得到的2-甲基-3-溴-5-氯噻吩油状液体10mmol并置于80-100ml干燥THF中，在无水无氧、-78℃条件下，滴加相对于2-甲基-3-溴-5-氯噻吩1-1.2倍摩尔数的正丁基锂己烷溶液，然后再滴加相对于2-甲基-3-溴-5-氯噻吩0.5-0.7倍摩尔数的全氟代环戊烯，在-78℃反应2-3小时，蒸干溶剂，残余物溶于乙醚，水萃取，合并有机相，用MgSO₄干燥，蒸去溶剂后，得到中间化合物的黄色晶体；

步骤4、称取步骤3得到的中间化合物的黄色晶体2mmol并溶于70~100ml干燥的乙醚中，在无水无氧、-78℃条件下，滴加相对于中间化合物的黄色晶体2~2.2倍摩尔数的异丁基锂己烷溶液，然后通入过量的干燥CO₂气体，反应结束后将混浊液倒入水中，收集水相，加入浓HCl，过滤、水洗得到白色粉末，即为二噻吩乙烯分子化合物；

步骤5、将上述步骤4得到的二噻吩乙烯分子化合物与CoCl₂·6H₂O按1∶1-1.2的摩尔比溶于甲醇溶液中，甲醇溶液浓度为5-20mM，缓慢蒸发溶剂即得二噻吩乙烯分子钴配合物单晶。

本发明的二噻吩乙烯钴配合物单晶，在紫外光和可见光的交替照射下可进行可逆的颜色转换，并且保持其晶体形状不被破坏，抗疲劳性好，其溶液可用简便的旋涂法制成薄膜材料，用于制作高密度信息存储材料，并且还可以提高其量子产率。

附图说明

图1是本发明的二噻吩乙烯钴配合物单晶的制备方法流程图；

图2是本发明的二噻吩乙烯钴配合物单晶光致变色的原理图；