[发明专利]一种3-芳基-2-氰基丙烯酰胺衍生物、制备方法及应用

说明书

和应用技术领域

本发明属于荧光材料合成 技术领域，具体涉及一种具有可逆力致变色性能的有机小分子及其制备方法，及其在压敏材料中的应用。本发明的可逆压致变色有机小分子的颜色变化具有高对比度，反转迅速，制备简单，应用方便，适用于传感器、防伪、存储和显示器。

背景技术

有机固体材料相对于无机固体材料具有可修饰性强、种类多、较高的摩尔消光系数等优点，因此在有机发光二极管（OLEDs）、有机荧光传感器等领域有广泛的应用。

目前，对于有机发光材料颜色的调节有两种方法。一是改变分子的结构，即通过改变或者引入不同的活性基团来调节颜色的变化。二是通过外界环境刺激改变分子的堆积模式从而实现颜色的调节，主要包括气致变色、光致变色以及力致变色等。两种调节方式中，调节分子堆积模式避免了复杂的化学合成，操作简单且具有操作可逆性，极大地拓宽了材料的用途。

Araki 课题组（J. Am. Chem. Soc., 2007, 129(6): 1520-1521.）设计了一个以大芳香性骨架为核心，四个酰胺作为侧链的化合物。化合物结构如下：

该化合物经过研磨处理后会由起始的黄色转变成绿色，并且颜色可以通过加热恢复。他们认为π-π作用和氢键作用的平衡可以使化合物存在两种相对较稳定的堆积模式，从而实现荧光颜色的转换。2011年，Fraser 课题组（Advanced Materials，2011, 23(29): 3261-3265.）报道了一个具有压致变色的氟硼荧衍生物。化合物结构如下：

其氟硼荧衍生物具有多种晶型，且荧光颜色不同，说明该分子存在多种稳定的堆积模式。具有绿色荧光(460 nm)的晶体在研磨或是刮擦后，荧光变为黄色(542 nm)，加热处理能使荧光快速恢复。2012年，池振国课题组（J. Mater. Chem., 2012, 22, 18505–18513）报道了一种9,10-二苯乙烯基蒽衍生物，化合物结构如下：

他们发现末端基团（三苯乙烯、四苯乙烯）对于化合物是否具有压制变色性质有重大的影响，并提出扭曲的分子构型是化合物具有力致变色性质的重要原因。

但是，通过调节堆积模式实现变色的材料种类稀少，数量有限，其根本原因在于对变色现象的形成机理缺乏深入理解。目前，普遍认为材料的力致变色行为伴随分子堆积方式的改变。由于不同的分子堆积方式，当化合物处于被研磨的状态时，分子间的π-π作用被加强或者破坏，导致分子的激发态和能带发生变化，从而引起固体荧光颜色的转变。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明目的在于提供一种新型具有可逆刺激响应力致变色性能的3-芳基-2-氰基丙烯酰胺衍生物、制备方法及应用。

所述的一种3-芳基-2-氰基丙烯酰胺衍生物，其特征在于结构式如式（I）所示：

（I）

其中，R¹，R²，R³，R⁴和R⁵分别为-H或-OCH₃，且R¹，R²，R³，R⁴和R⁵至少有一个为-OCH₃。

所述的3-芳基-2-氰基丙烯酰胺衍生物的制备方法，其特征在于在醇类溶剂中，以式（II）所示的甲氧基取代的苯甲醛和式（III）所示的氰乙酰胺为原料，在L-脯氨酸催化下经 Knoevenagel 缩合反应制得所述的3-芳基-2-氰基丙烯酰胺衍生物，

其中，式（II）中的R¹，R²，R³，R⁴和R⁵分别与式（I）中的R¹，R²，R³，R⁴和R⁵相同，至少有一个为甲氧基。

所述的一种3-芳基-2-氰基丙烯酰胺衍生物的制备方法，其特征在于所述的醇类溶剂为无水甲醇、无水乙醇或无水丙醇。