[发明专利]萘乙酰基紫精化合物及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及了一种萘乙酰基紫精化合物及其合成方法和应用。

背景技术

紫精化合物最早在1882年被人们报道，成为了主要的农业除草剂-百草枯。这种化合物带有两个N,N’-二甲基-4,4’-联吡啶阳离子盐正电荷，由于其毒性大，在很多方面已被禁用。但在作为有机变色材料方面，有着显色对比度大，热致变色、电致变色等多种途径，使得其得到了很多人的关注。

紫精化合物由于存在两步可逆的氧化还原反应，过程中可以产生带有颜色的紫精阳离子自由，因此紫精化合物在外部物理和化学刺激作用下表现出丰富的性质，在传感和显示器领域有着巨大的应用前景。紫精化合物作为一种有机变色材料，在电致变色领域研究的尤其多，这类化合物具有变色周期短，变色灵敏，透明度较好等优点。

虽然紫精化合物的变色优势比较明显，但由于紫精自由基的不稳定性，其在检测方面的应用还有在研究。我们通过调控和修饰紫精结构,引入萘乙酰基团，其中的亚甲基由于两边吸电子基团的影响，有目的的设计和合成一种萘乙酰基紫精化合物，进一步改善了自由基的稳定性和显色的灵敏度，并且还开发了紫精新的性质，为紫精化合物的研究提供了新的思路和规律性依据。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种萘乙酰基紫精化合物。

本发明的目的之二在于提供该化合物的制备方法。

本发明的设计合成方法如下：

根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案：

一种萘乙酰基紫精化合物，其特征在于该化合物的结构为：

一种制备根据权利要求1所述的萘乙酰基紫精的方法，其特征在于该方法具有如下步骤：将4,4’-联吡啶和2-溴萘乙酮按1:2～1:2.5的摩尔比溶于无水N,N-二甲基甲酰胺，溶液在回流反应36～48h，冷却至室温，离心得沉淀物后分别用无水N,N-二甲基甲酰胺和丙酮分别洗涤，至洗液为无色，得到粗产物；室温下，逐滴向粗产物中加入高纯水，直至全部溶解，向溶液中丙酮，有浅黄色沉淀析出，离心分离出沉淀，即得到萘乙酰基紫精化合物。

上述的萘乙酰基紫精化合物在有害物质有机胺检测中的应用。

上述的萘乙酰基紫精化合物在溶剂显色材料中的应用。

上述的萘乙酰基紫精化合物在压力检测中的应用传感。

该化合物的物性参数：

分子式：C₃₄H₂₆N₂O₂Br₂

结构式：

中文命名：萘乙酰基紫精

分子量:654.39

外观：浅黄色粉末

核磁共振氢谱¹H NMR(500MHz,DMSO,25℃):δ9.37(d,J＝8.5,4H,ArH),8.96(d,J＝9.0,4H,ArH),8.20(d,J＝10.5,4H,ArH),8.03(d,J＝10.5,4H,ArH),7.58-7.47(m,6H,ArH),6.69(s,4H).¹³C NMR(DMSO):δ190.4,150.0,147.8,146.4,138.8,132.7,129.7,129.6,129.3,127.8,127.6,127.1,66.3.

质谱：MS(ESI,in CH₃CH₂OH)m/z:493.1900[M⁺],247.0992[M²⁺/2]。

本发明由于引入萘乙酰基基团和吸电子取代基溴，其中亚甲基有着非常强的酸性，即便是在弱碱性物质的作用下也可以促进形成更大共轭体系的烯醇式(粉色)。体现出优异的阳离子自由基稳定性和显色性能。对于无机碱和有机胺都可以有很高灵敏度的显色。对于人体有害的有机胺可以达到10^-1ppm的数量级，10^-6M的紫精弱碱性溶液有着很明显的显色。此外，溶剂的改变可以促进烯醇式和阳离子自由基的形成，使得溶液的颜色发生变化，表现出独特的溶剂显色效应。我们还发现此紫精对于机械研磨非常的敏感，只需研磨10min就可以使固体样品从淡黄色变为绿色。

本发明具有如下显而易见的突出性特点和显著性优点：本发明设计的新型紫精类化合物亚甲基酸性强，甚至在弱碱性条件下都可以生成有颜色的共轭体系大稳定性强的紫精烯醇式和紫精烯醇式自由基。合成反应原料廉价易得，只需一步反应，产率高，易于提纯，操作非常简便，产率高达68.1％，适合大规模生产。