[发明专利]一种高效二芳基乙烯光控开关分子及其制备方法

说明书

本发明属于光致变色材料领域，具体涉及一种高效二芳基乙烯光控开关分子及其制备方法，所述方法通过将八个二噻吩乙烯基团接枝到笼型聚倍半硅氧烷上，制备得到光控开关分子，所述光控开关分子具有较高的开关效率、较快的光响应速度、优异的稳定性和耐疲劳性，在超分辨荧光成像、化学或生物传感、信息存储、钱币和商标的防伪、分子器件等领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于光致变色材料领域，具体涉及一种高效二芳基乙烯光控开关分子及其制备方法。

背景技术

光致变色分子，例如二芳基乙烯，由于在光学开关、记忆以及三维数据存储等方面的潜在应用，引起了科研工作者越来越多的研究兴趣。相比于螺吡喃、偶氮苯等光致变色材料，二芳基乙烯具有热稳定性好、光敏感性强、抗疲劳性高、对可见光波段敏感以及反应速率快等优点，是最有希望在实际器件中得到应用的光致变色材料。二芳基乙烯有两种形态：一种是无色的开环形态，另一种是有颜色的闭环形态；两种形态在紫外光和可见光的交替照射下，进行可逆地相互转化，并且吸收频谱、折射率、介电常数、氧化还原等物理和化学性质都同时发生变化。

自从1988年的第一个二芳基乙烯结构出现后，科研工作者在近三十年中合成了不计其数的新的二芳基乙烯衍生物。但是目前所报道的基于二芳基乙烯的光控开关分子还达不到存储和实际应用的需求，因此从分子的设计角度出发，合成发展开关效率高、响应速度快的光控开关分子，仍然是一项重要的任务。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种高效二芳基乙烯光控开关分子，所述光控开关分子的结构通式如式1所示：

其中：R₁选自氢或者氟，六个取代基R₁均相同；R₂选自氢、C₁-C₁₈的直链或者支链烷基；R₃选自六元的芳环、六元芳杂环、五元芳杂环、芴类、咔唑、联苯、稠环芳香烃、烯烃或前述结构的衍生物；

R₁优选自氢或者氟，R₁均相同；R₂优选自氢或者甲基；R₃优选自C₆-C₁₀芳基或者杂芳基；

进一步的，一种高效二芳基乙烯光控开关分子的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

R₁＝H时，

R₁＝F时，

其中：式1-1和式1-2中R₂选自氢、C₁-C₁₈的直链或者支链烷基；R₃选自六元的芳环、六元芳杂环、五元芳杂环、芴类、咔唑、联苯、稠环芳香烃、烯烃或前述结构的衍生物；

式1-1和式1-2中R₂优选自氢或者甲基；R₃优选自C₆-C₁₀芳基或者杂芳基；

进一步的，式1-1中化合物1的合成中，催化剂为三氯化铝，溶剂为二硫化碳、四氯化碳、氯仿、苯、甲苯中的一种或几种，反应物为戊二酰基二氯，反应温度为40-100℃，反应时间为1-5小时；

进一步的，式1-1中化合物2的合成中，催化剂为锌粉或者镁粉，溶剂为四氢呋喃、苯、甲苯、二氧六环、氯仿、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种，反应物为三氯三(四氢呋喃)钛，反应温度为40-100℃，反应时间为1-5小时；