[发明专利]一种具有力响应性质的化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机智能材料领域，特别涉及一种具有力响应性质的多色荧光转换凝胶材料及其制备方法。

背景技术

力响应荧光变色材料近年来逐渐成为研究热点，这类材料在外力的作用下其荧光性能(如发光的颜色和强度)能够发生可逆的变化。目前，大多数已报道的力响应荧光变色材料是固体，并且在外力的作用下只能显示出两个颜色的变化，比如蓝色向绿色的转变或是绿色向红色的转变。

两种颜色的变化相当于仅有两个信号的输出(例如0和1)，但是，面对为较为复杂的外力分布，他们不足以给出有效的信息。

因此，亟需发展具有多种颜色变化，也即具有多个输出信号的力响应变色材料。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究。结果发现：以苯丙氨酸多肽、罗丹明类化合物和稠环芳香酸为原料，制得的化合物具有多色力响应性质，而且该材料可循环使用，即，所述制得的化合物在不同状态下显示不同的荧光颜色。对于固态的化合物，在受到不同大小外力的作用后，至少具有绿和红两种响应颜色，具体来说，当所述材料中含有溶剂呈现凝胶状态时，其发出蓝色荧光，将凝胶状态的材料干燥后得到干胶状态材料，干胶状态材料显示出蓝色或绿色荧光，再向所述干胶状态材料施加较小作用力时，其显示绿色荧光，当向所述干胶状态材料施加较大作用力时，其显示红色荧光，当向显示红色荧光的材料中添加溶剂使其再次形成凝胶状态时，所述材料显示的荧光随之恢复为蓝色荧光，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，本发明提供如下式I或式II所示的化合物：

其中，R₁为H或乙基；R₂为H或乙基；

R₃为

R₅为H或甲基；R₆为H或甲基。

第二方面，本发明还提供一种制备上述第一方面所述化合物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1-1)罗丹明类化合物与乙二胺缩合；

(1-2)步骤1-1制得的产物与在氨基上具有氨基保护基的苯丙氨酸或在氨基上具有氨基保护基的苯丙氨酸多肽进行缩合反应；

(1-3)脱除步骤1-2得到产物上的氨基保护基；

(1-4)重复步骤1-2和步骤1-3，使步骤1-1制得的产物上连接有2个或5个苯丙氨酸单元；

(1-5)步骤1-4制得产物与稠环芳香酸进行缩合反应；

(1-6)将步骤1-5制得的产物进行纯化，得到式I或式II化合物；其中，

所述罗丹明类化合物选自罗丹明B或罗丹明6G；

所述氨基保护基为与氨基发生缩合反应，使活性氨基失活，从氨基上脱除后，氨基仍以自由状态的氨基存在的基团；

所述在氨基上具有氨基保护基的苯丙氨酸多肽选自在氨基上具有氨基保护基的苯丙氨酸二肽、在氨基上具有氨基保护基的苯丙氨酸三肽、在氨基上具有氨基保护基的苯丙氨酸四肽或在氨基上具有氨基保护基的苯丙氨酸五肽；

所述稠环芳香酸选自芘甲酸或蒽甲酸，优选为芘甲酸或2-蒽甲酸。

第三方面，本发明还提供一种包含上述第一方面所述化合物的材料，其特征在于，所述材料由包括以下重量体积配比的组分制得，

式I化合物或式II化合物 1～5重量份，

溶剂100～300体积份，

其中，

基于1mg为一重量份；

基于1μL为一体积份；

所述溶剂为有机溶剂中的一种或几种。

第四方面，本发明还提供一种上述第三方面所述材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将式I化合物或式II化合物溶解于溶剂中，加热；

(2)将步骤1得到的产物冷却。

第五方面，本发明还提供上述第一方面所述的化合物或第三方面所述的材料在外力检测方面的应用。

第六方面，本发明还提供上述第一方面所述的化合物或第三方面所述的材料在溶剂检测方面的应用。

第七方面，本发明还提供上述第一方面所述的化合物或第三方面所述的材料用于制备循环书写制品的用途。

附图说明

图1示出干胶状态和研磨后固体粉末状态的PHE-2的小角X射线散射图谱，横坐标为散射矢量(单位：nm^-1)，纵坐标为衍射强度，其中，

曲线a表示干胶状态的PHE-2的小角X-射线散射曲线；