[发明专利]吡咯取代的俘精酸酐光致变色材料

说明书

本发明所属技术领域是光致变色和光信息存储。

有机光致变色材料具有非常诱人的发展和应用前景，因为有机光致变色材料与无机材料相比具有以下几个优点：(1)存储密度高，从理论上讲可以实现分子记忆和多维存储，(2)信噪比大，(3)感度高，速度快，可达毫微秒级，(4)抗磁性能好，(5)容易加工，毒性较小，价格便宜，

光致变色的原理大致可以描述如下：

某一光致变色物质A，在一定波长的光的照射下，可以改变其分子结构形成B，从而发生颜色变化，B可以在另一波长的光或热的作用下恢复原来的颜色，这一可逆过程就叫做光致变色现象，

俘精酸酐类化合物是众多有机光致变色化合物中最重要的一类，它具有光谱响应范围广，设计不同的分子结构，其最大光响应波长可以在300--800纳米间改变，其次是耐疲劳性能好，

杂环取代俘精酸酐在国内外研究最早的是呋喃取代的俘精酸酐，噻吩和吲哚取代的俘精酸酐近年来研究也较多，以上三类杂环取代的俘精酸酐的特点是呈色体的吸收波长较短，其颜色为橙色到品红色本发明中，吡咯取代的俘精酸酐，其呈色体的吸收波长与前面的三类相比都长，其中有的呈色体在极性介质中的最大吸收光谱已达到725nm，是目前该类光致变色化合物中呈色体吸收波长最长的，呈色体的颜色为深红到蓝绿色，做为光信息存储材料则能比较好的同半导体激器的发射光波长(780-830nm)相匹配，这类俘精酸酐中，一些化合物的耐疲劳度很好，我们已进行过成色--消色循环过程500次以上，没有发现明显的光分解现象(没有检测出光分解产物)。

根据分子拆分法对所设计的具有如下通式的一系列吡咯取代的俘精酸酐光致变色化合物进行分子拆分，合成出一系列吡咯取代的俘精酸酐，其中R¹，R²，R³，R⁴，R⁵为烷基，芳基，取代芳基，为研制光致变色膜和光盘提供物质基础。

   目标化合物的分子结构。环境因素对俘精酸酐光致变色性能的影响

I.溶剂极性的改变对俘精酸酐的光致变色性能有很大的影响，在极性溶剂中，呈色体的吸收波长发生显著的红移，但对俘精酸酐本身的吸收波长影响较小

II.在高分子介质中，俘精酸酐化合物同样能表现出良好的光致变色性能，例如F8，在PMMA中呈色体的吸收波长已达到725nm，为这类化合物用于光信息存储，防伪，鉴伪等领域提供了可能性，本发明可应用于以下方面I.光致变色膜：

例将5毫克的样品(F1)溶于5％的聚甲基丙烯酸甲酯的环己酮中，涂在玻璃，纸基或金属表面，待溶剂挥发后即形成稳定的变色膜，用紫外光照射，可以从黄色变为蓝色，用大于500nm的可见光照射则可以发生消色反应(返回原来的黄色)，这一可逆过程可以多次反复，可用于防伪商标的研制，及其它防伪鉴为材料中，

2.有机光致变色光盘。

吡咯类俘精酸酐化合物，由于其能与多种高分子材料较好的相溶，可以通过甩胶法或真空渡膜法制备光致变色光盘，已研制出的光盘样盘经测试点其抗疲劳性能尚佳，本发明的优点主要集中在以下几个方面：1.变色前后的二种状态在热力学上都是稳定的，在室温下可以长期保存。2.呈色体的吸收光谱范围广。3.一系列呈色体在近红外区具有吸收的化合物可以与半导体激光器相匹配，可用于有机光致变色光盘的研制。4.抗疲劳性能好，有的化合物进行过500次成色--消色循环，尚未发现光致变色性能有明显的变化。本发明的内容合成路线的选择：根据分子拆分法，对目标化合物(俘精酸酐)可以进行如下拆分；因此目标化合物可以采取如下的合成路线：合成实例：1.(E)-1，2，4，5-四甲基-3-吡咯-乙叉(异丙叉)丁二酸酐(俘精酸酐F1)的合成，A.3-乙酰基-1，2，4，5-四甲基吡咯(P1)的合成，

丁酮经亚硝酸乙酯在氯化氢气体的催化下亚硝化后得丁二酮单肟