[发明专利]一类力致变色材料及其制备方法

说明书

一类力致变色材料及其制备方法，所述的力致变色材料是具有通式I结构的化合物。本发明所提供的化合物具有研磨变色特性，从610nm红移到了653nm，在研磨‑熏蒸和研磨‑加热过程中，由于分子在晶态和无定型之间变化，导致发光颜色可逆转变；鉴于该类材料的良好的力致变色性质，可以对聚合物进行掺杂，检测聚合物材料在使用过程中的损伤和老化。

技术领域

本发明涉及一类新型的力致变色材料。

背景技术

近十年来，力致变色材料成为科学家们研究的热点，分子通常都具有大的空间位阻或扭转角，聚集态下，分子结构内螺旋桨状的非平面构象可以阻碍化合物在聚集态下的π-π堆积，使分子具有疏松的堆积结构，当受到外界刺激(如机械力，pH等)，常会随着分子间作用力的改变或构象的改变表现出荧光性质的变化，因而具有力致变色响应的特性。2010年，Park课题组首先报道了有聚集诱导发光(AIE)性质的二苯乙烯腈衍生物，在压力作用下化合物由绿色变为蓝色。将化合物掺杂在PMMA里面，这种薄膜显示出了快速响应和多种刺激变换的特性；2011年，Dibenzocarbazolediimides:Synthesis,Solid Structure,Self-Assembly Behavior,and Optoelectronic Properties(Physi.Chem.Lett,2011,2,666)报导合成了具有D-A结构的化合物BPPQ-TFM，它的荧光转化可以在多种刺激下响应，例如机械力、有机溶剂的熏蒸、热酸、碱等，荧光颜色从橙红色到黄色的转变；2012年，Constructionof soft porous crystal with silole derivative:strategy of framework design,multiple structural transformability and mechanofluorochromism.(J.Mater.Chem.,2012,22(10):4290-4298.)报导合成了以噻咯为母体结构的力致变色荧光材料Silole-CN；Piezofluorochromism of an Aggregation-Induced EmissionCompound Derived from Tetraphenylethylene(Chem-Asian.J.,2011,6(3):808-811.)和Benzothiazolium-functionalized tetra-phenylethene:an AIE luminogen withtunable solid-state emission.(Chem.Commun.,2012,48(69):8637-8639.)所报导的研究结果在发展四苯基乙烯类力致荧光变色材料方面做出了突出的贡献；此外，Twisted D-π-A solid emitters:efficient emission and high contrast mechanochromism(Chem.Commun.,2013,49(38):4009-4011.)Modularity Analysis of Tunable Solid-State Emission Based on a Twisted Conjugated Molecule Containing 9,9’-Bianthracene Group(Adv.Mater.,2013,25(42):6112-6116)也先后报导了一系列类四苯基乙烯的构象扭曲的力致变色分子。这些分子的共同特征是在外力的作用下，扭曲的分子构象相对平面化，分子共轭程度增加，分子的荧光发射发生明显红移。但是到目前为止，力致变色荧光材料的形成机理并没有统一的理论，力致变色材料的发展还远远落后于其他的一些刺激响应变色材料，如光致变色材料和电致变色材料。主要的问题集中在力致变色材料的种类较少，变色机理不太清楚，实际应用很难实现等。因此，从分子设计角度出发，基于不同的力致变色机理，优化分子结构，设计合成新型的力致变色AIE材料，以实现丰富力致变色AIE材料种类的目的具有重要的科学意义。

发明内容

本发明的目的是提供一类新型力致变色材料。

为此，本发明首先提供一类力致变色材料，是具有通式I结构的化合物：