[发明专利]新的光致变色化合物和用于生产光致变色化合物的中间化合物

说明书

本发明涵盖通式(I)和(II)的新的双环桥接[1,3]氧氮杂卓衍生物：其与已知的螺吡喃相比展现增强的光致变色特性，且可用作分子光开关。本发明还公开产生新的化合物的方法和用于制备该化合物的中间物。

技术领域

本发明涉及新的双环桥接[1,3]氧氮杂卓衍生物，其具备增强的光致变色特性且可用作分子光开关。

本发明还公开生产所述新的光致变色化合物的方法以及用于制备该化合物的中间物。

背景技术

已知各类光致变色化合物：吲哚啉螺吡喃、吲哚啉螺恶嗪、苯并吡喃和萘并吡喃、俘精酸酐、二芳基乙烯、醌、呸啶螺环己二烯酮[V.Malatesta,Photodegradation ofOrganic Photochromes In Organic Photochromic and Thermochromic Compounds.第2卷.J.C.Crano及R.J.Guglielmetti编.Kluwer Academic/Plenum Publishers,New York,1991,第473页]、吲哚并[2,1-b][1,3]苯并恶嗪。使螺吡喃和螺恶嗪溶液暴露于UV辐射阻断C-O键且形成着色的部花青，其由于分子的热运动或在微秒及毫秒内受可见光辐射后而恢复至初始状态。已知的光致变色化合物–吲哚啉并螺吡喃例如在专利EP0411884A1、GB1270928A、JP2006249622A、US5155230、US5241075及其他专利中描述。二氢吲哚啉与吲哚啉并螺吡喃类似，在受UV辐射后转变成着色形式且保温后恢复至初始状态，但着色形式的寿命与吲哚啉螺吡喃相比更长，且长达数百毫秒、分钟或甚至小时。[WO2012172093；R.Zemribo、J.Fotins、U.A.Holger Kubas等人,Photochromism of dihydroindolizines:第XIV部分。Synthesis and photophysical behavior of photochromicdihydroindolizine tripodal linkers toward anchoring sensitizers tosemiconductor nanoparticles.J.Phys.Org.Chem.2011,24 173-184；T.B.Shrestha、J.Melin、Y.Liu等人，New insights in the photochromic spiro-dihydroindolizine/betaine-system.Photochem.Photobiol.Sci.,2008,7,1449-1456]。已知的另一类光致变色化合物–醌类也未展示非着色形式与着色形式之间的极快互换，其着色转换耗时数微秒至数百微秒。[N.P.Gritsan、L.S.Klimenko.J.Photochem.Photobiol.A:Chem.1993,70,103-117]。

呸啶环己二烯酮的特征在于着色形式的寿命极长，由于Z-E构形交换而达到数天(与部花青中的E-Z类似)。相对近期发现的光致变色化合物苯并吡喃和萘并吡喃不具备足够的光稳定性。由于UV辐射的作用，吡喃环转变成呋喃环且初始化合物丧失光致变色特性。[C.D.Gabbutt、B.M.Heron、S.B.Kolla等人。Ring contraction during the 6p-electrocyclisation of naphthopyran valence tautomers.Org Biomol Chem 2008；6:3096-3104；US6410754B1]。俘精酸酐和俘精酰亚胺的特征在于在暴露于UV辐射时发生电环化反应，此时形成具有着色的1,3-环己二烯片段的化合物。后者热稳定且只在受可见光辐射后可转变成初始状态。同样热稳定的二芳基乙烯的作用类似。