[发明专利]光致变色噻吩吲哚混联型不对称全氟环戊烯化合物及合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机光致变色材料领域，尤其是一种光致变色噻吩吲哚混联型 不对称全氟环戊烯化合物及合成方法和应用。

背景技术

随着信息存储技术的高速发展，对光信息存储材料的容量、数据传输率和 响应时间等方面提出了越来越高的要求。探索以有机光致变色化合物作为可擦 重写信息材料格外引人注目，因为光致变色材料是以光子方式记录信息，一旦 实用化，它将实现人们所期待的光存储高速度、大容量的特性。

有机光致变色材料因其独特的光电特性和结构可控等优点，并且有优异的 热稳定性好、耐疲劳、对半导体激光器灵敏且响应速度快等特点。因此，在高 密度、可擦重写光子型光信息存储领域备受关注。在众多光致变色化合物中， 由M.Irie等人合成、发展的全氟环戊烯二芳基乙烯类化合物具有良好的光致 变色性能、热稳定性、耐疲劳性及响应时间快等诸多优点，是最具应用前景的 光致变色材料之一。这类化合物是继螺吡喃、俘精酸酐之后，在总体性能上接 近应用水平，使其在可擦写光存储材料和光控开关材料中具有很好的应用前景 而成为研究的热点，极有可能成为新一代光子存储介质一类的光致变色物质。

目前，在全氟环戊烯二芳基乙烯类化合物中，乙烯双键两端所连接的芳环 主要是噻吩和苯并噻吩两种芳香基(Irie，M.Chem.Rev.100(2000)1685)， 也有少部分用噻唑、吡咯、吲哚和苯并呋喃等杂环取代噻吩或苯并噻吩而形成 新的二芳烯化合物。迄今为止，噻吩吲哚混联型不对称全氟环戊烯化合物尚未 见任何文献和专利报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种光致变色噻吩吲哚混联型不对称全氟环戊烯 化合物及合成方法和应用。

本发明的光致变色噻吩吲哚混联型不对称全氟环戊烯化合物的分子结构 通式如下：

其中R为氢、烷基(甲基)、烷氧基(如甲氧基等)、卤素等。

本发明的光致变色噻吩吲哚杂环混联型不对称全氟环戊烯化合物的通用 合成方法是：以2-取代基噻吩为原料，首先在冰浴条件下溴化，然后通过正丁 基锂与硼酸三丁酯反应，生成2-取代基-3-溴-5-硼酸基噻吩，以四三苯磷钯作 催化剂，通过偶联反应将取代苯与噻吩环连接起来；在正丁基锂作用下，进一 步生成单取代的全氟环戊烯；最后，在正丁基锂作用下，将3-溴-1，2-二甲基- 吲哚化合物与单取代的全氟环戊烯反应得到目标分子产物。

本发明的光致变色噻吩吲哚杂环混联型不对称全氟环戊烯化合物的用途： 搀杂高分子材料或制成膜片，实用于超高密度、可擦写有机光子型信息存储材 料；用于制备光控开关元件；用于制备光致变色发光器件等。

本发明的光致变色噻吩吲哚杂环混联型不对称全氟环戊烯化合物的优点主 要有以下几个方面：

1、在溶液或薄膜中均可保持良好的光致变色性能；

2、该类化合物的开环态(无色态)和闭环态(呈色态)均具很好的化学和 热稳定性、显著的抗疲劳性、较高的环化量子产率和很好的灵敏度等优越性能；

3、其开环态在365-550nm范围内具有较强的荧光，而且荧光的强度随着 紫外光照射时间的增加而降低，说明该类物质的闭环态没有荧光，因而可用于 荧光检测及荧光光控开关。

附图说明

图1为本发明光致变色噻吩吲哚杂环混联型不对称全氟环戊烯化合物的分 子结构通式；

图2为本发明的化合物1a、2a、3a的光致变色反应原理示意图；

图3为化合物1a在正己烷溶液中紫外光照射前后的吸收光谱图；

图4为化合物2a在正己烷溶液中紫外光照射前后的吸收光谱图；

图5为化合物3a在正己烷溶液中紫外光照射前后的吸收光谱图；

图6为化合物1a、2a、3a在正己烷中的光致反应前后的颜色变化；

图7为化合物1a、2a、3a在PMMA薄膜中的光致反应前后的颜色变化；

图8为化合物1a在PMMA膜片中的荧光发射光谱随紫外光照射时间变化图；

图9为化合物2a在PMMA膜片中的荧光发射光谱随紫外光照射时间变化图；

图10为化合物3a在PMMA膜片中荧光发射光谱随紫外光照射时间变化图；

图11为化合物1a在PMMA膜片中的光存储图案；

图12为化合物2a在PMMA膜片中的光存储图案；