[发明专利]一种含有瓜环和二吡啶乙烯类化合物的光致变色材料、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及光致变色材料技术领域，具体涉及一种含有瓜环和二吡啶乙烯类化合物的光致变色材料、制备方法及其应用，该光致变色材料由七元瓜环或八元瓜环主体与二吡啶乙烯类化合物客体通过自组装形成，瓜环与单边取代二吡啶乙烯化合物的摩尔比为1：1，与双边取代二吡啶乙烯化合物的摩尔比为2：1。该光致变色材料制备时，将瓜环主体与二吡啶乙烯类化合物客体在室温下按照对应摩尔比混合搅拌溶解在水中；二者在溶液中自组装形成主客体化合物，浓缩干燥后，即得光致变色材料；解决了多数二吡啶乙烯类化合物本身没有良好的光致变色性能，无法应用到光致变色材料中的问题。

技术领域

本发明涉及光致变色材料技术领域，具体涉及一种含有瓜环和二吡啶乙烯类化合物的光致变色材料、制备方法及其应用。

背景技术

光致变色指的是某些化合物在一定的波长和强度的光作用下，在两种物理或化学状态之间的可逆变化，从而导致其对光的吸收峰值即颜色的相应改变。这可用以下方程表示：

其中A和B分别表示同一物质的两种不同颜色状态；λ₁和λ₂分别表示两种不同的波长。

光致变色材料包括无机和有机光致可逆变色材料两大类。有机体系的光致变色往往伴随着与光化学反应有关的过程，从而导致化合物结构的某种改变，其反应方式主要包括：价键异构、顺反异构、键断裂(包括异裂与均裂)、聚合作用、氧化-还原、周环反应等。有机光致变色对包括紫精、俘精酸酐、螺吡喃、螺嗪、偶氮苯等在内的化合物的研究较多，应用也较为广泛。二吡啶乙烯类化合物具有非常好的热稳定性和化学稳定性，其研究正受到国内外材料工作者越来越多的关注。但是多数二吡啶乙烯类化合物本身并不表现良好的光致变色性能。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于解决多数二吡啶乙烯类化合物本身没有良好的光致变色性能，无法应用到光致变色材料中的问题，提供了一种含有瓜环和二吡啶乙烯类化合物的光致变色材料、制备方法及其应用。

为了实现上述目的，本发明公开了一种含有瓜环和二吡啶乙烯类化合物的光致变色材料，由主体七元瓜环或八元瓜环与壳体二吡啶乙烯类化合物中的任意一种，按摩尔比在溶液中生成的主客体包结物。

主体化合物七元瓜环或八元瓜环，如通式Ⅰ所示，客体化合物选择系列二吡啶乙烯类化合物中的一种，如通式Ⅱ所示。

通式Ⅰ

通式Ⅱ

通式Ⅱ中的X-代表F-，Cl-，Br-，I-，PF6-等阴离子。R，R’可以是苯基，苄基，萘基，呋喃基，噻吩基等芳环基，也可以是4-羧基-苯亚甲基等含有羧基的取代基。

所述二吡啶乙烯类化合物为苯甲酸单边取代二吡啶乙烯或苄基双边取代二吡啶乙烯。

本发明还公开了上述含有瓜环和二吡啶乙烯类化合物的光致变色材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将主体七元瓜环或八元瓜环与客体二吡啶乙烯类化合物中的一种溶解在水中，室温下搅拌均匀得到澄清溶液；

S2：将步骤S1中得到的澄清溶液用旋转蒸发仪在40℃下浓缩干燥，即得光致可逆变色材料。

所述步骤S1中二吡啶乙烯类化合物为苯甲酸单边取代二吡啶乙烯，主体和客体的摩尔比为1:1。

所述步骤S1中二吡啶乙烯利化合物为苄基双边取代二吡啶乙烯，主体和客体的摩尔比为2:1。