光致变色化合物的制备与其在纺织品上的应用

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1、青岛大学硕士学位论文研究表明，A类物质具有正常的光致变色行为，而B类则只有微弱的光致变色性【15】。1．1．2．5俘精酸酐类(Fulgides)俘精酸酐是芳取代的二亚甲基丁二酸酐化合物的统称，其分子通式可表示为下图：其中A、B、C、D四个取代基中至少有一个是芳香环，最常见的是芳杂环。可以看出，整个分子由酸酐部分和芳杂环部分构成，杂环上富含电子，酸酐部分缺少电子，分子其实是电子给予体和受体的6JI体系【l6】。1．1．2．6二芳基乙烯类化合物(Diarylethene：s)基于顺反异构化基础上的二芳基乙烯是一类较早被人们发现的光致变色化合物，而芳杂环的二芳

2、基乙烯则是一个新的体系，其典型特征是较强的抗疲劳性和热稳定性【6】，是最富有应用前景的光致变色材料之一。为了更好的探索和利用这类化合物，必须明确其反应机理，动力学，目前这方面正在研究中。樊美公等人对一系列双吡咯取代乙烯衍生物稳态光致变色行为进行了研究，还利用纳秒级激光光解技术对其光致变色机理也进行了研刭1‘71。目前光致变色二芳杂环基乙烯化合物主要有以下六种类型【18】：2MeNCCNO。净小2净岱25辑。BC戌啡第一章引言1．1．2．7吡哺类化合物(Spirans)吡喃类化合物是继螺吡喃类之后另一类具有实际应用价值的光致变色化合物，具有较好的热稳定性以

3、及较快的光响应速度和消色速剧191。早在20世纪60年代，Becket．[201就发现天然吡哺类化合物在紫外光作用下具有变色性能，但直到20世纪90年代初这类化合物才得到广泛关注，至今萘并吡喃、芳杂环并毗喃已得到了研究和应用【191。1．1．2，8偶氮苯类(Azobenene)偶氮苯及其衍生物是一类重要的光致变色化合物，其变色机理源于偶氮基结构的顺反异构化性质，顺式和反式的偶氮苯在光或热的作用下发生转化，顺式结构一般不如反式结构稳定；热作用下的顺反异构化反应通常是从顺式到反式，但在光的作用下两种异构化方向都能进行‘211。1．1．2．9希夫碱类(Sehi

4、ffbase)水杨醛缩苯胺类化合物是其典型代表，通称为光致变色希夫碱。其突出优点是抗疲劳性能好、光响应速度快，但热稳定性差，会很快回到起始物‘22’231。1．1．3光致变色机理有机光致变色化合物种类繁多，反应机理也不尽相同，主要包括：键的异裂，键的均裂，顺反异构，氧化还原反应，质子转移互变异构，周环反应体系，光致变色化合物的酸致变色。1．1．3．1键的异裂螺吡喃、螺噫嗪和三芳基甲烷衍生物的光致变色都属于这种类型。螺毗喃是人们研究较多的一类化合物，当用紫外光照射无色的螺吡喃时即可导致螺碳．氧键的异裂，生成吸收波长在长波区域的开环部花菁类化合物，其光致变色

5、反应如下所裂24】：hv———4X———呻6青岛人学硕士学位论文1．1．3．2键的均裂(即自由基解离)六苯基双咪唑在光照下发生均裂，生成具有很强的电子自旋共振作用的自由基而产生颜色变化，如下图所示，这一产物很容易与氧结合，在氧的存在下其呈色、消色循环仅仅能往复几次【5】。某些螺吡哺类化合物也能采取自由基解离的方式产生光致变色现象【25】。1．1．3．3顺反异构hvhv’2PbX卜此类物质主要包括二苯乙烯类、苄叉苯胺类、靛蓝类以及偶氮苯类等，其中靛蓝类化合物的顺反异构具有可逆性好、光异构化效率高等优点【261，偶氮苯类的顺反异构示意刚2习如下：D∥℃一d划

6、b1．1．3．4氧化还原反应Viologen系色素是这种光致变色机理的典型，其着色体是Viologen阳离子自由基【251。}-◎一◎一fhv6l，

7、}_◎一◎一司+1．1．3．5质子转移互变异构水杨醛缩苯胺类希夫碱(SchifBase)在紫外光照射下，其酚羟基中的质子很容易通过分子内氢键由氧转移到具有孤对电子而呈碱性的邻近N原子上，从而引起分子价键结构的变化导致光致变色现象‘27，2引。7第一章引言hv■●r。。‘’———’。‘’。一·__-______．__．-_·-__．_____lhv’1．1．3．6周环反应体系俘精酸酐类是这类化合物的代表之一，

8、其反应机理为周环反应。一般情况下，俘精酸酐反应过程中不产生活泼的自由基、粒子或偶极中间体，故其热稳定性和抗疲劳性较螺吡喃好【291。lay’近年来受到人们极大关注的杂环二芳基乙烯类光致变色材料也属于这种类型。1，2．二芳基全氟环戊烯类具有良好的热稳定性和抗疲劳性，因而倍受青睐。环烯和硫杂环烯类二芳基乙烯衍生物合成原料易得、方法简单，具有广泛的发展前景和潜在的应用价值。双杂环环烯类化合物的光致变色反应表示如下【30】：x=O。S。NRn'-I，21．1．3．7光致变色化合物的酸致变色酸致变色“Acidichromism"是樊美公等人【311创造的一个新名词

9、，这是一个新概念，是为描述光致变色化合物如螺噫嗪类遇酸变色现象而提出的，酸致变色