[发明专利]一种芳香酯取代紫精类黑色电致变色化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种芳香酯取代紫精类电致变色化合物及其制备方法和应用。该芳香酯取代紫精类电致变色化合物具有如(Ⅰ)所示的结构。本发明还提供了上述芳香酯取代紫精类电致变色化合物的制备方法。该芳香酯取代紫精类电致变色化合物可以用于制备具有黑色电致变色响应的凝胶电解质，含有该凝胶电解质的器件，不仅可以实现颜色的多级调控，同时还能达到器件在可见光区域的零透过率。

技术领域

本发明涉及一种智能电致变色化合物，尤其涉及一种芳香酯取代紫精类黑色电致变色化合物，属于智能光电功能材料技术领域。

背景技术

近年来，应用于电致变色功能智能窗的电致变色材料作为一种光电新型智能功能材料得到了广泛关注。这一类功能材料可以在外加一定的电场作用下发生可逆明显的颜色变化，同时对紫外-可见光、热红外有明显的调控作用。4，4'-联吡啶(紫精)类结构的变色材料更是由于其较强的结构可设计性、丰富的颜色变化以及电化学稳定性，具有巨大的工业应用前景。

同时，离子液体由于其较高的离子电导率，较宽的电化学窗口和较好的电化学稳定性而在电化学器件的电解质中得到了广泛的研究和应用。另一方面，将离子液体作为溶剂的凝胶电解质应用于紫精类结构的变色材料组成的智能电致变色电化学器件中，不仅可以实现器件的黑色零透过显示，还可以实现器件的多级快速电致变色响应，同时还可以解决电解质容易泄露的难题。紫精类结构黑色变色材料与离子液体基凝胶电解质结合为实现变色器件在智能窗中的实际应用提供了可能途径。

但是，目前大多数现有的紫精类变色材料光调制范围仍不够充分。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于提供一种可以显示黑色的芳香酯取代紫精类化合物，通过该化合物与离子液体凝胶电解质结合，不仅可以实现器件的零透过率黑色显示，同时器件也具备多级调控效果和较快的电致变色响应速率。

为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种芳香酯取代紫精类黑色电致变色化合物，该芳香酯取代紫精类黑色电致变色化合物具有如式(Ⅰ)所示的结构：

其中，n＝1-8，X为Cl、Br、I、ClO₄、PF₆、BF₄、CF₃COO或CH₃COO。

同时，为了实现上述技术目的，本发明还提供了上述芳香酯取代紫精类黑色电致变色化合物的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

将4,4'-联吡啶和式(Ⅱ)所示的中间产物溶于乙腈中，于40-100℃反应12-48h，得到反应液A，经后处理，得到所述芳香酯取代紫精类化合物；

其中，n＝1-8，X为Cl、Br、I、ClO₄、PF₆、BF₄、CF₃COO或CH₃COO。

所述4,4'-联吡啶和式(Ⅱ)所示的中间产物的物质的摩尔质量比为1:(2-5)；

在本发明的一具体实施方式中，乙腈的体积用量以4,4'-联吡啶的物质的质量计为10-20mL/g；

在本发明的一具体实施方式中，后处理方法为：

将冷却至常温的反应液A过滤，收集滤渣并先用乙腈少量多次充分洗涤，抽滤，然后滤渣用无水乙醚充分洗涤三次，减压蒸出溶剂并充分干燥。

在本发明的一具体实施方式中，所述式(Ⅱ)所示中间产物具体按照如下步骤进行制备：

将式(Ⅲ)所示的中间产物、N-溴代丁二酰亚胺和过氧化二苯甲酰溶入乙腈中，溶液在氮气氛围中于60-150℃下反应12-36h，反应结束后，得到反应液B，经处理得到式(Ⅱ)所示的物质。