[发明专利]一种具有晶态光响应荧光变色材料的制备方法和应用

说明书

一种具有晶态光响应荧光变色材料的制备方法和应用属于有机智能材料领域。本发明中我们发现一种新型的具有晶态光致变色行为的双联罗丹明分子。这类双联罗丹明分子具有顺反异构，两种异构体的单晶在375nm的紫外光照射下能够由蓝色荧光变为橙红色荧光。我们利用这种材料进行光刻实验，选用不同的模板，在手提紫外灯的照射下可以得到多种多样的图案。本发明所发现具备晶态光致荧光变色行为的物质非常罕见，目前仅有为数不多的几种物质具有晶态光致荧光变色行为。本发明所提供的合成路线简单高效，通过一步反应，操作简单耗时短，产率可达70％以上。

技术领域

本发明属于有机智能材料领域，发明内容是具有晶态光响应性质的荧光变色材料及其制备方法和应用。

背景技术

智能响应荧光变色材料近年来逐渐成为研究热点，这类材料在外界刺激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。光致变色材料，顾名思义是在光照的作用下其颜色或者荧光颜色发生改变的材料。近年来，将光致变色材料用于光信息存储、光调控、光开关、光学器件材料、光信息基因材料、修饰基因芯片材料等领域受到全球范围内的广泛关注。1^,2

目前，明星光致变色分子有偶氮类、二芳基乙烯类和螺吡喃等。早前，研究者主要集中研究溶液中或者基质中的光致变色，而固体本体中的光致变色相关报道则很少。学者们普遍认为，光异构过程中分子的几何构型、分子体积和分子极性会发生很大的变化，固体本体难以提供足够的自由体积从而阻碍了光异构反应的进行。近二十年以来，固体中乃致晶体中的光致变色行为鲜有报道。1999年，日本Masahiro Irie教授报道了首例单晶相中的光致变色。³他们发现1,2-Bis(2-methyl-5-phenyl-3-thienyl)perfluorocyclopentene在单晶态能实现可逆的光致变色，366nm紫外光照射时单晶变蓝色，可见光(480nm)照射使恢复为无色。单晶中光异构的活化能仅为5～10kJ·mol^-1，低于溶液中16kJ·mol^-1和加热关环的139kJ·mol^-1。几乎同时,Bénard和Yu首次报道了在溶液和晶体状态都显示光致变色效应的阳离子螺吡喃类化合物,⁴在晶态发生光反应伴随着晶体结构的显著变化。他们认为固态光致变色的原因，一方面是由于存在强吸电子基团甲基吡啶盐,另一方面晶体结构中的碘阴离子可能起稀释作用或类基质效应。2017年，吉林大学Xu Bin教授等成功构筑了一种有效的固态光开关。⁵该分子开关由螺吡喃(SP)和二苯基蒽(DSA)构成，展现了特殊的可逆的固态光致变色。非平面的DSA结构提供 了充足的自由体积，有利于DSA-2SP与DSA-2MC之间的光转换行为发生。他们把这种优异的固态光致变色材料成功应用于防伪和超分辨成像。

光作为能量源具有如下特点：(1)可以远程操控；(2)可以时空精准操作；(3)对材料无损害；(4)环境友好安全。一种具有光响应性质的荧光变色材料在防伪、保密复写等方面都有着非常广阔的应用前景。

本发明中我们发现一种新型的具有晶态光致变色行为的双联罗丹明分子。这类双联罗丹明分子具有顺反异构，两种异构体的单晶在375nm的紫外光照射下能够由蓝色荧光变为橙红色荧光。我们利用这种材料进行光刻实验，选用不同的模板，在手提紫外灯的照射下可以得到多种多样的图案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有晶态光响应荧光变色材料的制备方法和应用。

本发明的优点及其应用前景：

本发明所发现具备晶态光致荧光变色行为的物质非常罕见，目前仅有为数不多的几种物质具有晶态光致荧光变色行为。

本发明所提供的合成路线简单高效，通过一步反应，操作简单耗时短，产率可达70％以上。