[发明专利]一种基于四苯基甲烷或硅烷的化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种式(I)所示的基于四苯基甲烷或硅烷的化合物及其制备方法，以及作为单体在合成电致变色材料薄膜中的应用；本发明所述的基于四苯基甲烷或硅烷的化合物由于具有四面体型的空间结构，经电化学聚合成膜，所得到的薄膜表现出较大的比表面积，同时表现出良好的电致变色等电化学性能；所述薄膜对比度为30％～80％，响应时间为0.5～6s之间，均表现出合理的电化学稳定活性，实验结果表明这类材料是一类潜在的电致变色材料；

(一)技术领域

本发明涉及一种以四苯基甲烷或硅烷为中心核，不同种类的电致变色基团为外围基团的化合物及其制备方法，以及作为单体在合成电致变色材料中的应用。

(二)背景技术

随着全球能源的急剧消耗和环境的不断恶化。节能环保材料吸引了人们的广泛关注。电致变色材料正是这样一种可以改变人类生产生活方式并且有助于合理利用能源的新型功能材料。该材料具有来源丰富、器件制备工艺简单及工作电压低等优点，且能广泛应用在智能窗、电子纸及显示器等领域。导电聚合物基电致变色材料因结构易修饰、着色效率较高、响应时间较短、光学对比度较高及较丰富的颜色变换而成为电致变色材料中最具有潜力的一类物质。

早期的研究工作主要集中在无机电致变色材料，如三氧化钨、二氧化铱等。无机电致变色材料具有良好的光化学稳定性和快速响应速度，但其加工成本较高、颜色种类单调、着色效率低下，限制了其在生产生活中的大规模应用。有机电致变色材料由于可以弥补无机变色材料的不足，已经成为人们研究的重点。相对于有机小分子变色材料的种类较少、分子结构不易修饰，导电聚合物电致变色(PEC)材料则由于具有结构种类繁多、变色范围宽广、对比度高、加工性能好、能带可控以及响应速度快等优点而备受人们的关注，被认为是下一代EC 材料的发展方向之一；而聚噻吩类导电聚合物，由于结构易修饰、合成相对简单等优点，是目前研究最广泛的一类电致变色材料。

目前，关于电致变色导电高分子主要以线型聚合物为主，而关于体型网状电致变色导电高分子少有报道。本发明以四苯基甲烷或硅烷为核，不同种类的电致变色基团如噻吩、3,4-乙撑二氧噻吩为外围基团，设计合成了一类新的基于四苯基甲烷或硅烷电致变色单体，采用电化学的方法成膜及其电致变色方面的应用。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种以四苯基甲烷或硅烷为中心核、外围修饰不同种类电致变色基团的化合物及其制备方法，以及在电致变色领域中的应用。

本发明的技术方案如下：

一种基于四苯基甲烷或硅烷的化合物，如式(I)所示：

式(I)中，R₁＝C或Si；

R₂选自如下之一所示的基团：

其中“*”表示基团连接位点。

本发明提供了所述基于四苯基甲烷或硅烷的化合物的制备方法，所述的制备方法为：

(1)噻吩类化合物与三丁基氯化锡反应生成锡化的噻吩类中间体；

(2)锡化的噻吩类中间体与四溴-(四苯基)甲烷或硅烷经Suzuki反应生成目标产物。所述噻吩类化合物的结构式如下之一所示：

与上述噻吩类化合物一一对应的锡化噻吩类中间体的结构式如下之一所示：

所述四溴-(四苯基)甲烷或硅烷的结构式如下所示：

R₁＝C或Si。

具体的，所述步骤(1)的操作过程如下：