基于糠醛的有机光致变色材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112409342A(43)申请公布日2021.02.26(21)申请号201910785797.3(22)申请日2019.08.23(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人暴欣蔡佑德陈秀琴(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人邹伟红(51)Int.Cl.C07D405/12(2006.01)C07D471/04(2006.01)C09K9/02(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图11页(54)发明名称基于糠醛的有机光致变色材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种有机光致变色化合物及其合成方法,它是先将丙二酸环（亚）异丙酯和糠醛反应，合成出化合物Ⅰ，再加入合成的化合物Ⅱ，即吡啶-2-乙胺，生成目标化合物Ⅲ，在甲醇溶液中重结晶，合成出异构体Ⅳ。目标化合物Ⅲ的水溶液中加入适量的碱，转化为异构体Ⅴ。本发明使用毒性较低的有机溶剂,在一定条件下进行缩合反应,得到高收率,高含量的有机光致变色化合物，无需使用催化剂,有效的降低了生产成本，该化合物在分子电子和信息处理、光控催化、分子材料、药物传递、生物系统的成像和控制等领域有广泛的应用。CN112409342ACN112409342A权利要求书1/2页1.一种有机光致变色材料III，其特征在于，其结构如下：2.如权利要求1所述的有机光致变色材料III的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将丙二酸环(亚)异丙酯和糠醛在H2O中发生亲核取代反应制备化合物Ⅰ的步骤，(2)将吡啶甲醛和乙胺在甲醇溶剂中发生醛胺缩合反应制备化合物Ⅱ的步骤，(3)将化合物Ⅰ和化合物Ⅱ在THF溶剂中发生亲核加成反应制备目标产物Ⅲ的步骤，3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，以摩尔比计，丙二酸环(亚)异丙酯:糠醛＝1：1。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，反应温度为75±5℃，反应时间不少于2h。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，以摩尔比计，吡啶甲醛：乙胺＝1:2。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，反应温度为20±5℃，反应时间不少于5h。7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，以摩尔比计，化合物Ⅰ：化合物Ⅱ＝1:1。8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，反应温度为20±5℃，反应时间10-15min。9.一种有机光致变色材料Ⅳ，其特征在于，具有如下结构：2CN112409342A权利要求书2/2页10.如权利要求9所述的有机光致变色材料Ⅳ的制备方法，其特征在于，包括将化合物Ⅲ在甲醇中重结晶，并静置1-2天后得到化合物Ⅳ的步骤，3CN112409342A说明书1/9页基于糠醛的有机光致变色材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于有机合成技术领域，主要涉及光致变色材料的制备方法。背景技术[0002]有机光致变色化合物可逆性地发生光谱吸收、体积和溶解度变化的能力，在能量存储和化学传感应用，以及控制生物分子的构象和活性方面具有特别重要的意义。[0003]在有机光致变色材料中，偶氮苯、螺吡喃和二烯烃因其优异的性能和广泛的用途而备受关注。具体地说，偶氮苯因其在辐照下由反式异构化为顺式异构而引起的体积变化已被广泛应用。同样地，螺吡喃和二烯烃的光谱性质在光开关上的变化也在许多应用中得到了利用。尽管光致变色具有普遍性和广泛的用途，但这些特殊的光致变色分子通常都需要使用高能紫外光来触发它们的光化学反应。这阻碍了它们在生物医学应用和材料科学中的潜在应用，因为紫外线可能会损害健康细胞，并导致许多大分子系统的降解。对于基于紫外线的光致变色开关来说，抗疲劳性也是一个主要问题。[0004]解决这个问题的一个常见的设计原则是对这些已知的光致变色化合物进行合成修饰，使可见光得以使用。一类新的光致变色分子是2014年报道的供体受体底物加合物(DASA)。这些化合物在可见光照射下光异构化，从有色中性线形转变成无色两性环状，并且具有较高的摩尔吸收率，利用可见光进行高效可逆的光开关，具有良好的抗疲劳性能。这些易于合成的分子一直是计算和力学研究的主题，并已证明与其他光致变色分子作为正交光开关的性能兼容。与此同时，这些化合物已经在聚合物科学中得到了应用，如控制润湿性、光诱导的胶束塌陷、允许靶向药物释放、以及在炸药中子弹撞击等冲击载荷作用后的温度定位。迄今为止，在DASAs中可逆开关行为仅限于甲苯、二氧六环或聚合物基质中的系统。不可逆的线性-循环开关在甲醇和水中得到了证实，稳定闭环的两性离子结构。在二氯甲烷中已经证实了热循环-线性反转(以及非常有限的线性-循环光异构化)，在其他卤化溶剂中也报道了类似