[发明专利]开关型光致变色联苯型α-氰基二苯乙烯基化合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种开关型光致变色联苯型α‑氰基二苯乙烯基化合物及其制备方法，所述化合物的结构式如下：R为烷基或卤代烷基；其制备方法为：将与烷基酰氯或卤代烷基酰氯发生亲核取代反应制备得到上述化合物，该类化合物在不同状态下表现出不同光化学活性，在晶体状态下无光化学活性，而在无定形和液晶状态下受365nm紫外光辐照发生[2+2]环加成反应，进一步加热或用254nm紫外光辐照能发生[2+2]环加成逆反应，从而实现荧光颜色的转变。本发明制备的该类化合物可通过状态的控制实现环加成反应以及光致变色的开关效果，反应迅速、产物单一且产率高，提供了一种化合物合成的新思路，同时该类化合物在光电器件、防伪系统等领域具有应用潜能。

技术领域

本发明涉及发光材料领域，具体涉及一种开关型光致变色联苯型α-氰基二苯乙烯基化合物及其制备方法。

背景技术

光致变色分子作为刺激响应材料中的一种，通常会发生顺/反式光异构化和分子内或分子间环加成反应，从而具有不同的分子构象或化学结构的光产物，这将进一步影响分子在组装态和本体状态下的堆积，以及材料的各种功能特性。其中，荧光光致变色分子在数据存储、生物成像、防伪系统等方面的良好的应用前景。

光致变色体系分为无机光致变色化合物和有机光致变色化合物两大类，常见的有机光致变色体系有：螺噁嗪类、俘精酸酐类、吡喃类、螺吡喃类、偶氮苯类、席夫碱类、二芳基乙烯类等，其中归属于二芳基乙烯类的α-氰基二苯乙烯类分子衍生物具有聚集诱导发光增强效应以及力致变色、热致变色、光致变色等多重刺激荧光响应行为，从而备受关注。α-氰基二苯乙烯基中的烯基在光照射下可以发生异构化和/或加成反应，产生光诱导荧光强度和颜色的变化，其中多数具有光致变色性质的α-氰基二苯乙烯基类化合物是由于分子异构导致，这是由于分子在固态时发生加成反应需满足特定的几何条件，一般发生在晶体中，且可发生环加成反应的光致变色α-氰基二苯乙烯基小分子中存在反应时间长、产物复杂、产率低、难以发生可逆反应等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种开关型光致变色联苯型α-氰基二苯乙烯基化合物及其制备方法，可通过对所述联苯型α-氰基二苯乙烯基化合物固体状态的控制实现环加成反应以及光致变色的开关效果，所述化合物在无定形和液晶状态具有光致变色性质，其中无定形状态的粉末重复多次环加成反应以及开环反应后，仍具有良好的光致变色效果。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明第一方面提供了一种开关型光致变色联苯型α-氰基二苯乙烯基化合物，其结构式如下所示：

其中，R为C1～C20的烷基或卤代烷基。

进一步地，所述R为-(CH₂)₄CH₃、-(CH₂)₅Br或-(CH₂)₁₀CH₃。

进一步地，当所述联苯型α-氰基二苯乙烯基化合物为晶体状态，受365nm紫外光辐照1h，荧光颜色无变化；当所述联苯型α-氰基二苯乙烯基化合物为无定形或液晶状态，受365nm紫外光辐照10-30min，发生[2+2]环加成反应，荧光颜色由绿色变为蓝色，进一步将[2+2]环加成反应产物加热至200℃或受254nm紫外光辐照，发生[2+2]环加成反应的逆反应，荧光颜色由蓝色变回绿色。

进一步地，所述无定形或液晶状态的联苯型α-氰基二苯乙烯基化合物由晶体状态的化合物研磨或加热得到；所述加热的温度处于化合物的熔点温度与分解温度之间。

进一步地，所述[2+2]环加成反应产物的结构式为：

其中，R为C1～C20的烷基或卤代烷基。

本发明第二方面提供了第一方面所述的一种开关型光致变色联苯型α-氰基二苯乙烯基化合物的制备方法，包括以下步骤：