[发明专利]一种新型光致变色偶氮苯类化合物及其合成方法

权利要求书

1.一种具有光致变色特性的偶氮苯类化合物的合成方法，其特征在于：所述化合物化学名称为N-[4-[(4-甲氧基苯基)二氮烯基]苯基]-2-硝基苯胺，分子式为：C₁₉H₁₆N₄O₃，分子量为：348.36，所述化合物具有如下的结构式4：

所述方法包括通过下述步骤(1)获得化合物2水溶液的步骤，通过步骤(1)～(2)获得化合物3的步骤，通过步骤(1)～(3)获得化合物4的步骤，所述合成方法的具体步骤如下：

(1)向三颈烧瓶中加入化合物1，质量百分数为36％的盐酸，去离子水，搅拌使其完全溶解，得到均匀混合液；在搅拌条件下向所述混合液中逐滴加入质量百分数为10％的NaNO₂溶液，0～5℃条件下搅拌反应0.5～2h，得到化合物2水溶液；所述化合物1与HCl、NaNO₂的摩尔比为1：3：1.1，所述去离子水与盐酸的体积比为5～10：1，所述化合物1、化合物2分别具有如下的结构式：

(2)向另一三颈烧瓶中加入苯胺，质量百分数为36％的盐酸，去离子水，搅拌使其充分溶解，得到苯胺与盐酸的耦合液；将步骤(1)所得的化合物2水溶液缓慢滴加至所述耦合液中，搅拌反应1～3h，控制温度为0～5℃，1～3h后，停止反应，向反应液中加入浓度为1～2mol·L^-1的氨水，调节溶液pH＝7～8，得到黄色的浑浊液，抽滤，得粗产物，粗产物采用柱层析分离，以乙酸乙酯和石油醚的混合液为洗脱剂洗脱，其中，所述苯胺与HCl、化合物2、氨水的摩尔比分别为1：1：1：1，得到纯净的化合物3；

所述化合物3具有如下的结构式：

(3)向单口圆底烧瓶中加入化合物3，2-硝基氯苯，碱金属氟化物，溶剂N,N-二甲基甲酰胺，130℃条件下回流3h，所述化合物3与所述2-硝基氯苯的摩尔比为1：1～5，所述化合物3与碱金属氟化物中氟离子的摩尔比为1：1，反应结束，过滤除去催化剂，滤液转移至分液漏斗，加入乙酸乙酯、饱和食盐水以除去溶剂N,N-二甲基甲酰胺，如此反复洗涤2～3次，分出有机层，减压蒸馏除去溶剂，得到粗产品，所述粗产品采用柱层析分离，以乙酸乙酯与石油醚的混合液为洗脱剂洗脱，得到上述所述化合物4，即纯净的N-[4-[(4-甲氧基苯基)二氮烯基]苯基]-2-硝基苯胺。

2.根据权利要求1所述的具有光致变色特性的偶氮苯类化合物的合成方法，其特征在于：步骤(3)所述化合物3与2-硝基氯苯的摩尔比为1：1.5。

3.根据权利要求1或2所述的具有光致变色特性的偶氮苯类化合物的合成方法，其特征在于：步骤(1)所述去离子水与盐酸的体积比为10：1。

4.根据权利要求3所述的具有光致变色特性的偶氮苯类化合物的合成方法，其特征在于步骤(3)所述碱金属氟化物为二水合氟化钾或KF/Al₂O₃粉末。

5.根据权利要求4所述的具有光致变色特性的偶氮苯类化合物的合成方法，其特征在于：步骤(3)所述KF/Al₂O₃粉末为白色氧化铝负载氟化钾，所述KF/Al₂O₃粉末是采用二水合氟化钾、柱层析用中性Al₂O₃、去离子水为原料，在70℃条件下减压蒸馏1h，除去大部分水后烘干得到的。

6.根据权利要求5所述的具有光致变色特性的偶氮苯类化合物的合成方法，其特征在于：所述中性Al₂O₃的粒径为200～300目，所述二水合氟化钾与氧化铝的质量比为17:15。

7.根据权利要求6所述的具有光致变色特性的偶氮苯类化合物的合成方法，其特征在于：所述烘干条件为：120℃条件下烘4h。

8.根据权利要求1或2所述的具有光致变色特性的偶氮苯类化合物的合成方法，其特征在于：步骤(2)所述混合液中乙酸乙酯与石油醚的体积比为1：5。

9.根据权利要求1或2所述的具有光致变色特性的偶氮苯类化合物的合成方法，其特征在于：步骤(3)所述混合液中乙酸乙酯与石油醚的体积比为1:15。