[发明专利]螺-稠三环螺噁嗪类光致变色化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学领域，具体涉及一种光致变色化合物及其制备方法。

背景技术

螺噁嗪类光致变色化合物作为一类重要的分子光开关材料，因其具有较高的化学稳定性、光致变色灵敏性和抗光疲劳性，在光过滤器、分子光开关、伪装、服装、防伪以及光学记录存储等的方面具有重要的应用价值，在有些领域已经得到市场化的应用。为了获得性能更好的光致变色化合物，螺噁嗪光致变色化合物的设计合成一直是该类化合物领域的研究热点，例如，进一步提高材料的耐光性、耐候性等方面的应用特性和完善色相方面的应用特性，是该领域研究的两个主要方向。

目前，光致变色材料的色相体系开发的还很不完整，还不能得到准确色坐标的标准材料。此类研究对于材料的市场化应用有着重要的意义。基于目前螺恶嗪类光致变色材料结构特征，着色体为花菁类结构，所以现已开发出的材料紫红色色相和蓝色色相，尤其主要是紫红色色相。这是因为，螺噁嗪开环体的基本花菁结构吸收波长在绿色光波范围。为了得到蓝色着色体，只有提高该结构的吸收波长使之红移到红色光波范围，才能得到不同色调的蓝色着色体。

以往采用的方法是在吲哚啉类中间体或邻亚硝基酚类中间体中引入给电子基团，反应式如下。但是存在如下问题：一是带有这类基团的中间体的市场售价通常都比较高；二是采用带有这些基团的中间体组合进行缩合反应产率也会受到自身特性的影响，目标产品收率通常受到限制，无法进一步提高。这些因素，都大大提高了材料的合成成本，对市场化应用是十分不利的。

本发明的技术方案正是为了克服上述问题，采用简单易得的中间体组合来合成螺噁嗪光致变色材料，通过简便的合成步骤得到具有蓝色着色体的光致变色材料。如在此基础上再配合中间体的基团修饰，则可得到一类结构的光致变色材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种中间体简单易得、合成步骤简便、具有高光敏感性、高耐疲劳度、以及高的色度的螺-稠三环螺噁嗪类光致变色化合物及其制备方法。

为实现上述的发明目的，本发明的技术方案如下：

一种螺-稠三环螺噁嗪类光致变色化合物，其结构式如下：

其中，环1即上述化学式中的Cyc1为芳环或金刚烷环，环2即Cyc2为苯环、萘环、芳杂环中的一种，X为C或N，R1为1至30个碳的直链或同系异构烷基，乙烯基，包括一个和多个双键的、碳原子数为2-30的直链单烯或多烯以及同系异构单烯或多烯基，氢，卤原子，甲氧基以及含有2-30个碳的直链烷氧基或同系异构烷氧基以及含有一个或多个双键的烃氧基，氨基及取代氨基，酰氧基，苯基和任意芳基中的一种；R2为1至30个碳原子的直链或同系异构烷基，乙烯基，包括一个和多个双键的、碳原子数为2-30的直链单烯或多烯以及同系异构单烯或多烯基，氢，卤原子，甲氧基以及含有2-30个碳的直链烷氧基或同系异构烷氧基以及含有一个或多个双键的烃氧基，氨基及取代氨基，酰氧基，苯基和任意芳基中的一种。

优选地，其结构式如下：环1为苯环，环2为[2，3]并吡啶环和苯环中的一种，X为C或N，R1为1至30个碳的直链或同系异构烷基，乙烯基，包括一个和多个双键的、碳原子数为2-30的直链单烯或多烯以及同系异构单烯或多烯基，氢，卤原子，甲氧基以及含有2-30个碳的直链烷氧基或同系异构烷氧基以及含有一个或多个双键的烃氧基，氨基及取代氨基，酰氧基，苯基和任意芳基中的一种；R2为1至30个碳原子的直链或同系异构烷基，乙烯基，包括一个和多个双键的、碳原子数为2-30的直链单烯或多烯以及同系异构单烯或多烯基，氢，卤原子，甲氧基以及含有2-30个碳的直链烷氧基或同系异构 烷氧基以及含有一个或多个双键的烃氧基，氨基及取代氨基，酰氧基，苯基和任意芳基中的一种。

进一步优选地，其结构式如下：即环1为苯环，环2为苯环，X为C，R1为Cl、H或甲氧基中的一种，R2为哌啶、吗啉、二氢吲哚、四氢喹啉、四氢吡咯、哌嗪中的一种。

本发明还提供所述螺-稠三环螺噁嗪类光致变色化合物的合成方法如下：

本发明的有益效果是：

1、用便宜易得的中间体，便于操作简便的合成方法，得到用一般方法不易得到的新奇结构的、性能优异的光致变色化合物；

2、新化合物吸收波长红移比较多，正好在蓝色区域，而现有的变色化合物多在红色区域，本发明满足了蓝色区域变色化合物品种较少的急需；

3、性能测试表明，新化合物的耐疲劳度比较好，光色度好、颜色鲜艳亮丽、应用范围广，实用性强；