CN108148576A - 一种有色变无色光致变色化合物及其制备方法 - Google Patents

一种有色变无色光致变色化合物及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108148576A
CN108148576A CN201810179917.0A CN201810179917A CN108148576A CN 108148576 A CN108148576 A CN 108148576A CN 201810179917 A CN201810179917 A CN 201810179917A CN 108148576 A CN108148576 A CN 108148576A
Authority
CN
China
Prior art keywords
loop body
photochromic compound
compound
open loop
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810179917.0A
Other languages
English (en)
Inventor
孟继本
谈廷凤
韩杰
庞美丽
边俊民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Fuxin Sunshine Technology Co Ltd
Original Assignee
Tianjin Fuxin Sunshine Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Fuxin Sunshine Technology Co Ltd filed Critical Tianjin Fuxin Sunshine Technology Co Ltd
Priority to CN201810179917.0A priority Critical patent/CN108148576A/zh
Publication of CN108148576A publication Critical patent/CN108148576A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/10—Spiro-condensed systems
    • C07D491/107—Spiro-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K9/00—Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
    • C09K9/02—Organic tenebrescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Anti-Oxidant Or Stabilizer Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供一种有色变无色光致变色化合物及其制备方法，具有下式结构，

Description

一种有色变无色光致变色化合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及光致变色材料领域，具体涉及一种有色变无色光致变色化合物及其制备方法。
背景技术
多年来，随着光致变色化合物的广泛应用，螺吡喃类光致变色化合物得到飞快发展，申请人目前已经合成了大量螺吡喃类光致变色化合物，通过工艺处理，耐疲劳度大大提高，颜色变化更多，应用更广泛，该类化合物在常态下，闭环体是稳定的，开环体是不稳定的，当光照闭环体，它会开环形成有色开环体，停止光照，它很快又变回闭环体。但是当前国内外，一直没有合成出有色变无色的特殊且稳定的螺吡喃类化合物，若可以实现，将为光致变色变色化合物家族增加重要的一类，且可提供更多的应用变化，扩大其应用的范围。
本发明正是致力于巧妙设计并合成出一类有色变无色光致变色化合物，利用吸电子和给电子基团特性，巧妙地将其连接到螺吡喃类化合物的有利位置上，而得到一种新的特殊的有色变无色光致变色化合物，其与现有的光致变色化合物变色机理相反，是一种在常态下稳定的开环呈色体化合物，这种开环呈色体化合物，在红外光照射下，变成无色闭环体，无色闭环体在紫外光照射下，又回到开环呈色体并发出很强的荧光，闭环体放置也会自然回到开环体。这种开环呈色体化合物在太阳光照射下，随着早中晚阳光强度的不同，呈现出不同颜色的变化，是一种有非常特殊性能的新的光致变色体系。
发明内容
本发明的目的是提供一种有色变无色光致变色化合物及其制备方法，其与现有的光致变色化合物变色机理相反，扩大了光致变色化合物的应用范围。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种有色变无色光致变色化合物，具有如下式一的结构：
其中，将R1、R2、R3、R4分为一组取代基，将R6、R7、R8、R9分为一组取代基，R1、R2、R3、R4为吸电子或给电子取代基或为氢，R6、R7、R8、R9为吸电子取代基或为氢，R1、R2、R3、R4至少有一个不为氢，R6、R7、R8、R9至少有一个不为氢；
R5为烷基、烷氧基、醛基、酯基、芳基、杂芳基中的一种。
本发明还给出了该种化合物的制备方法：
按照下述化学式反应进行：
所述反应物均可以通过现有文献及常规试验操作方法获得。
优选地，吲哚啉环上的取代基即R1、R2、R3、R4为给电子取代基或吸电子取代基，吡喃环上即R6、R7、R8、R9引入吸电子取代基有利于呈色开环体稳定性，在N原子上即R5引入烷基基团有利于呈色开环体稳定性。
优选地，吲哚啉环上的取代基即R1、R2、R3、R4为给电子取代基，吡喃环上即R6、R7、R8、R9引入吸电子取代基有利于呈色开环体稳定性，在N原子上即R5引入烷基基团有利于呈色开环体稳定性。
极性溶剂有利于稳定有色开环体，非极性溶剂有利于稳定无色闭环体。
在实际应用中，为了提高有色变无色光致变色化合物的耐疲劳度，可以将有色变无色光致变色化合物制备成有色变无色光致变色化合物微颗粒或微胶囊的形式进行应用，可扩大它的应用领域和范围。例如，将其制备成浆料，用于印制衣物，或制作各类防伪、隐蔽材料等。
本发明的有益效果是：该有色变无色光致变色化合物独辟蹊径，合成巧妙，得到了一种不同于现有光致变色化合物变色机理的化合物，颠覆了以往的认知，本发明的化合物在开环状态下是稳定的。这类化合物和常用光致变色化合物形成组合体，一个在常态下是有色体，一个在常态下是无色体，在阳光下相反，无色体变成有色体，有色体变成无色体，颜色魔幻变化，给人一种神奇视觉。除此之外，它具有吸收紫外线的功能，颜色变化也可指示紫外线的强弱，因此可以保护人体健康，防止紫外线对皮肤的损伤。该类材料可广泛应用于民生各种领域中，丰富美化人们生活，提高人们生活水平和质量，还可用于国防、军事、隐蔽伪装材料中，具有较高的社会和经济效益。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一、化合物制备：
实施例1
在50ml三口瓶中，加入5.2mmol 3,5二氯水杨醛，溶于20ml无水乙醇中，氮气保护加热回流，继续加入5mmol 1-(羧酸甲酯丁基)-2-次甲基-3,3-二甲基吲哚啉，滴加完，维持回流反应4-7小时，浓缩，用乙醚和石油醚混合液为洗脱剂，柱层析分离得产物，大约55％左右收率。
反应式如下：
实施例2
在50ml三口瓶中，加入5.2mmol 3-氯-5-硝基水杨醛，溶于20ml无水乙醇中，氮气保护加热回流，缓慢加入5mmol 1-(哌啶丁基)-2-次甲基-3，3，-二甲基-5-甲基吲哚啉，加完维持回流5-7个小时，浓缩，用二氯甲烷和石油醚混合液为洗脱剂，柱层析分离得产物，大约45％收率。
反应式如下：
实施例3
在50ml三口瓶中，加入5.2mmol5-硝基水杨醛，溶于20ml无水乙醇中，氮气保护下加热，在回流状态下缓慢加入5mmol 1-丁基-2-次甲基-3，3-二甲基5-甲基吲哚啉，加完继续回流反应4-7小时，浓缩后用二氯甲烷和石油醚混合液为洗脱剂，柱层析分离得产物，大约50％收率。
反应式如下：
实施例4
在50ml三口瓶中，加入5.2mmol 3-溴-5-氯-水杨醛，溶于20ml无水乙醇中，氮气保护下，加热回流，缓慢加入5mmol 1-(苯丁基)-2-次甲基-3,3-二甲基-5-氯-吲哚啉，加完继续回流反应4-7小时，浓缩后，用石油醚和乙醚混合液作为洗脱剂，柱层析分离得产物，大约45％收率。
上述实施例所用的试剂均可通过市售购得，所涉及的操作也均为本领域内通用实验操作方法。
二、提高有色变无色光致变色化合物耐疲劳度实验
实施例1
有色变无色光致变色化合物微颗粒或微胶囊的制备
将前述制备的任一种有色变无色光致变色化合物，取10g，溶解在40gHMS中，将混合物溶解在52g四乙氧基硅烷中，在高速剪切作用下，将有机相与240g水溶液(含有1％十六烷基三甲基氯化铵)乳化，将得到的乳状液倒入装有350gNaOH水溶液的反应器中，室温搅拌24小时，离心，分离出产品，用去离子水重悬沉淀并洗涤，静置析出产物，干燥，将有色变无色光致变色化合物颗粒悬于1％聚乙烯吡咯酮中，得到稳定的悬浮分散液。
实施例2
有色变无色光致变色化合物微胶囊制备
将一定量的有色变无色光致变色化合物，系统调节剂、蒸馏水在高剪切乳化条件下，均质3-5min，调节Ph值4-6，将乳状液倒入反应瓶，在恒温水溶液中保温搅拌，滴加一定量三羟甲基三聚氰胺，升温至65℃，保温1.5小时，进行后处理，得到有色变无色光致变色化合物微胶囊或微胶囊悬浮液。
三、有色变无色光致变色化合物变退色性能研究
实施例1有色变无色光致变色化合物胶浆或水浆制备
称取1g有色变无色光致变色化合物，将它溶解在100g胶浆或水浆中，搅拌，使其全部溶解，把它涂布在白色布样上，大约20mm厚，通风干燥，避光处晒干备用。
实施例2
有色变无色布样退变色情况
取实施例1制备的布样，此时为有色状态，用红外线照射，很快就变成无色，用紫外光照射，它逐渐变回有色状态；将无色布样在避光处放置，它也会回到有色状态。
实施例3
有色变无色布样在自然阳光下一日内色彩变化观察
将实施例1制备的有色变无色布样，在太阳尚未出来之前(天已亮而太阳尚未出来之时)放在室外，这时UVA光最强，UVA紫外线在一天中是恒定的，它不随着太阳光强弱而变化。此时布样为含有色开环体布样，其颜色逐渐变深；当太阳光出来以后，随着太阳光中红外光和可见光渐渐增加，有色开环体布样颜色停止变深，进而随着太阳光中红外光和可见光进一步增加，有色开环体布样颜色会开始逐渐变浅，当太阳光红外光、可见光达到一定值，有色开环体布样颜色会全部变成无色闭环体布样；随着夕阳西下，红外光、可见光逐渐减少，UVA强度又会逐渐显现出来，无色闭环体布样又会渐渐变成开环体布样，渐渐出现颜色，当太阳下山，没有阳光时，无色闭环体布样又会变回到有色开环体布样，它是一个变色-退色魔幻变化的变色体系。
可以预见，若与常规光致变色化合物组成组合体，则太阳光一照射，将会出现一个变色，一个退色的情况，色彩将更加奇幻绚丽，这一特性，也将使其应用在一些特殊行业，具有广阔的市场前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种有色变无色光致变色化合物，其具有式一结构：
其中，R1、R2、R3、R4为吸电子或给电子取代基或为氢，R6、R7、R8、R9为吸电子取代基或为氢，其中R1、R2、R3、R4至少有一个不为氢，R6、R7、R8、R9至少有一个不为氢；
R5为烷基、烷氧基、醛基、酯基、芳基、杂芳基中的一种。
2.根据权利要求1所述的有色变无色光致变色化合物，其特征在于：优选地，所述式一中，吲哚啉环上即R1、R2、R3、R4为给电子取代基或吸电子取代基或氢，且至少有一个不为氢，吡喃环上取代基为吸电子取代基或为氢，且至少有一个不为氢，R5为烷基基团。
3.根据权利要求1或2所述的有色变无色光致变色化合物制备方法，其特征在于：通过如下反应通式制备：
4.根据权利要求3所述的有色变无色光致变色化合物制备方法，其特征在于：在反应中选用极性溶剂有助于反应产物式一开环体呈色化合物的稳定。
CN201810179917.0A 2018-03-05 2018-03-05 一种有色变无色光致变色化合物及其制备方法 Pending CN108148576A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810179917.0A CN108148576A (zh) 2018-03-05 2018-03-05 一种有色变无色光致变色化合物及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810179917.0A CN108148576A (zh) 2018-03-05 2018-03-05 一种有色变无色光致变色化合物及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108148576A true CN108148576A (zh) 2018-06-12

Family

ID=62456417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810179917.0A Pending CN108148576A (zh) 2018-03-05 2018-03-05 一种有色变无色光致变色化合物及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108148576A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112501714A (zh) * 2020-10-28 2021-03-16 银金达(上海)新材料有限公司 一种紫外吸收petg材料及其应用
CN114478559A (zh) * 2022-03-07 2022-05-13 吉林大学 一种固态光刺激荧光快速变色材料及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3773508A (en) * 1970-11-19 1973-11-20 Fuji Photo Film Co Ltd Imagewise exposing and heating a photosensitive composition containing a spiropyran compound and an organic peroxide
JPS6163838A (ja) * 1984-09-05 1986-04-02 Mitsubishi Chem Ind Ltd 可逆的記録材料
JPS6167848A (ja) * 1984-09-11 1986-04-08 Mitsubishi Chem Ind Ltd 記録材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3773508A (en) * 1970-11-19 1973-11-20 Fuji Photo Film Co Ltd Imagewise exposing and heating a photosensitive composition containing a spiropyran compound and an organic peroxide
JPS6163838A (ja) * 1984-09-05 1986-04-02 Mitsubishi Chem Ind Ltd 可逆的記録材料
JPS6167848A (ja) * 1984-09-11 1986-04-08 Mitsubishi Chem Ind Ltd 記録材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
辛秀兰等，: ""1 ,3 , 3 , 5-四甲基-6-硝基吲哚啉螺苯并吡喃的合成"", 《化学试剂》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112501714A (zh) * 2020-10-28 2021-03-16 银金达(上海)新材料有限公司 一种紫外吸收petg材料及其应用
CN114478559A (zh) * 2022-03-07 2022-05-13 吉林大学 一种固态光刺激荧光快速变色材料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105586035B (zh) 一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法
CN102659795B (zh) N-(1-萘甲酰基)-n'-[罗丹明b-9-(2-苯甲酰基)]肼制备方法及用途
CN112409846B (zh) 一种光致变色可喷墨打印水性荧光墨水及其制备方法
Coelho et al. Fast and fully reversible photochromic performance of hybrid sol–gel films doped with a fused-naphthopyran
Wang et al. Multicolor photoluminescence of a hybrid film via the dual-emitting strategy of an inorganic fluorescent Au nanocluster and an organic room-temperature phosphorescent copolymer
CN108148576A (zh) 一种有色变无色光致变色化合物及其制备方法
Yang et al. Luminescent Ru (bpy) 3 2+-doped silica nanoparticles for imaging of intracellular temperature
CN113354629B (zh) 一种二芳基乙烯-萘并吡喃类双重光致变色化合物及其制备方法与应用
CN114455626B (zh) 一种β型活性硫化锌及其制备方法
JPH09504003A (ja) 光可逆変色・ナフト（２，１−ｂ）ピラン
JPWO2010073946A1 (ja) 蛍光色素含有粒子およびその製造方法
CN115433405A (zh) 一种耐老化光转换材料、耐老化光转换膜及其制备方法
Zhang et al. Luminescence sensing of oxygen using copper iodide hybrid material
CN112662394B (zh) 一种热刺激荧光/可见光颜色双响应胶囊及其合成方法
CN102875822B (zh) 一种光致变色胶乳乳液的制备方法
CN105837568B (zh) 一种芴基β‑咔啉类化合物，其作为有机发光材料和聚集诱导荧光增强材料的应用及制备方法
CN112315963A (zh) 一种8-羟基喹啉稀土金属有机配合物在制备抗新冠病毒产品中的应用及其制备方法
CN114920763B (zh) 一种具有单组分白光和温度门控的磷光光波导材料及其制备方法
Wang et al. Preparation, characterization, and luminescence properties of novel hybrid material containing europium (III) complex covalently bonded to MCM-41
CN108299447A (zh) 一种有色变无色金刚烷类光致变色化合物
Qu et al. Temperature-Responsive Ratiometric Au Nanoclusters (NCs) Fabricated through α-Cyclodextrin-Protected Au NCs and Au@ GSH NCs
CN109535202A (zh) 一种含金属铱-4′-溴苯基-三联吡啶晶体材料的制备方法和用途
CN112830942B (zh) 一种可选择性检测金属铜离子的层状荧光材料及其制备方法
CN106580725B (zh) 一种光致变色指甲油及其制备方法
EP3896138A1 (de) Verwendung von d8-metallkomplexverbindungen mit liganden-kontrollierten aggregations- und lumineszenzeigenschaften

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180612

RJ01 Rejection of invention patent application after publication