[发明专利]一种与螺吡喃键合的1;8-萘酰亚胺化合物及制备方法和应用

说明书

本发明对萘酰亚胺的N位修饰光致变色螺吡喃后得到了一种与螺吡喃键合的1，8‑萘酰亚胺化合物，同时还提供了该化合物具体的制备方法，该化合物光照前为浅黄色，光激发时发射亮绿色荧光，经365nm光照后化合物由黄色变为橙红色，发射砖红色荧光，属于可以光调控的光致变色、二元光控荧光分子开关，是一种新型性能优异的光致变色、光致发光双功能材料，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种有机光致变色材料，具体涉及一种具有光致变色功能的化合物及其制备方法和应用。

背景技术

具有荧光的有机光致变色材料具有较大的发展空间，目前研究工作主要集中在通过光致变色化合物与荧光发色团以共价键相连形成新型的双功能变色化合物，由荧光发色团与光致变色基组合而成的体系中，通过光致变色部分光照前后结构和电子组态发生改变，引起电子和能量的转移，以此来调控荧光发色团的荧光强度。光致变色化合物若应用于存储介质，非破坏性读出是一个很重要的因素，在传统的透射率读出方法中，读出光总是或多或少地导致一些副反应发生，使存储信息随着读出而遭到破坏，而荧光读出是一种比透射率读出更敏感的方法，只需要很微弱的读出光就可以，从而对记录信息的破坏达到最小。光致变色化合物一般荧光较弱或几乎没有荧光，通过在化合物上连接荧光基团，可利用光致变色反应来调节化合物的荧光，实现非破坏性读出。另外一些二元光致发光化合物，适用于生物体系中的示踪物质或对复杂成分进行标记。即可以通过光照前后荧光光谱的改变对生物体内活细胞成像等进行研究。

螺吡喃、螺噁嗪类化合物作为研究最为广泛深入的光致变色化合物之一，由于具有高的耐疲劳性和光稳定性，所以其合成与应用一直备受关注，而萘酰亚胺类化合物有较大的共轭结构，因此具有很强的荧光性能，该化合物有较多的修饰位点，便于调节其荧光发射范围，其衍生物颜色鲜艳、有良好的光化学稳定性、热稳定性，使其在染料、荧光增白剂、荧光分子探针、荧光色素以及荧光显示器等领域用作发色团和荧光功能团。其中c-4位和N位不同取代基取代的1，8-萘酰亚胺衍生物由于其优越的光物理性能，已作为鲜艳的黄色荧光染料，广泛用于合成纤维的染色技术中，它也可用作荧光增白剂，以及用作发不同颜色光的电致发光材料。由此可见，性能优异的双功能甚至是多功能的螺吡喃类化合物的合成以及性质研究具有重大的理论意义和应用价值。

发明内容

鉴于萘酰亚胺和螺吡喃的优异性能，本发明在萘酰亚胺的N位修饰上光致变色螺吡喃后得到了与光致变色基键合的1，8-萘酰亚胺类化合物，最终得到了新型性能优异的光致变色、光致发光双功能材料。

本发明提供了一种与螺吡喃键合的1，8-萘酰亚胺化合物，具体结构式如下：

本发明提供的与螺吡喃键合的1，8-萘酰亚胺化合物可作为光致变色材料、光致发光材料或光控荧光分子开关的应用。

本发明还提供了一种制备上述与螺吡喃键合的1，8-萘酰亚胺化合物的方法，具体步骤如下，

S1：5-硝基-3，3-二甲基-1′-甲基-2-亚甲基吲哚的合成

在3，3-二甲基-1′-甲基-2-亚甲基吲哚中依次滴加浓硫酸、发烟硝酸与浓硫酸的混合液进行反应，并将反应液密封放置过夜，而后所得反应物在0°条件下加入饱和NaOH溶液进一步反应，反应物经依次减压抽滤，洗涤，干燥，重结晶后得到5-硝基-3，3-二甲基-1′-甲基-2-亚甲基吲哚；

S2：5-氨基-3，3-二甲基-1′-甲基-2-亚甲基吲哚的合成

将2.62g的5-硝基-3，3-二甲基-1′-甲基-2-亚甲基吲哚与2.2g还原铁粉混合，滴加少量浓盐酸，并以乙醇做反应溶剂，在80℃～90℃下加热回流反应1.5h～2.0h，反应完成后过滤，冷却，用碱中和后萃取分离出有机相，并进行干燥得到5-氨基-3，3-二甲基-1′-甲基-2-亚甲基吲哚；

S3：N-甲叉基吲哚啉-4-硝基-1，8-萘酰亚胺的合成