螺噁嗪化合物的合成及其光致变色性能的研究.pdf

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1、第24卷第l2期化学研究与应用Vo1．24，No．12ChemicalResearchandApplicationDec．，20122012年l2月文章编号：1004—1656(2012)12—1786~5螺嗯嗪化合物的合成及其光致变色性能的研究张赛，赵泽琳，王钰修，高峻，谭春斌(1~Jll大学化学工程学院，四川成都610065)摘要：合成了3种新型的螺嗯嗪化合物，并通过IR，Ms，’HNMR对其结构进行了表征。研究了1位和9位上取代基对螺嗯嗪光致变色性能的影响；不同溶剂对螺嗯嗪最大吸收波长的影响；对螺嗯嚷的热褪色速率进行了动力学的研究。结果表明，当螺嗯嗪1位的取代基为柔性结构，

2、9位连接能形成更稳定共轭体系的取代基时有利于开环体热稳定性的提高。关键词：螺嗯嗪；合成；光致变色；热稳定性～中图分类号：O621．3文献标识码：ASynthesisandphotochromicpropertiesofaseriesofspirooxazinesZHANGSai，ZHAOZe·lin，WANGYu-xiu，GAOJun，TANChun—bin(CollegeofChemicalEngineering，SiehuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：Threekindsofnovelspirocxazineshadbee

3、nsynthesized．ThestructuresofspiroxazineswereconfirmedonthebasisofIR，MS，’HNMR．Theefectsofsubstituentgroupsat1and9positionontheirphotochromismpropertieswereinvestigated．Therulesofmaximumabsorptionwavelengthinthevisibleregionindiferentsolventswerestudied．Wehadalsostudiedthekineticsofthethermalde

4、cayprocessofspiroxazinesinethanolsolution．Theresultsshowedthatreplacing1positionwithflexiblesubstituentgroups，or9positionwithgroupsformingamorestableconjugateds~temwasconducivetoimprovementofthethermalstabilityofopen—loopbody(PMC)．Keywords：spirooxazine；synthesis；photochromism；thermaldecay光致变色

5、化合物能在一定波长的光照射下变色机理(如图1所示)：闭环体(SP)在受到紫外光色，在另一波长的光照或加热肘又可恢复到原来激发后，sP分子中C一0键发生异裂，继而分子的的颜色。目前主要研究的光致变色化合物包括：构型和电子排布发生很大的变化，两个环系由正螺吡喃型、螺嗯嗪型、浮精酸酐型、二芳基乙烯型交变为共平面，整个分子形成一个大的共轭体系，等。螺嗯嗪是2O世纪6O年代在螺吡喃基础上发吸收峰红移至500～700nm，因此呈现颜色引。展而来的，螺嗯嗪由于具有响应快、化学性质稳其结构类似花菁染料(merocyaninedyes)，因此通定、抗疲劳性好等优点而被广泛的应用于数据记常被称为“p

6、hotomerocyanine”，用“PMC”表示。在录、光信息存储、光滤波器、防伪、光致变色涂料、可见光或热的作用下，PMC发生关环反应回到光响应调控光子晶体等⋯领域。螺嗯嗪的光致变sP，构成了一个典型的光致变色体系。收稿日期：2012-06-25；修回日期：2012-08-23联系人简介：高峻(1967-)，女，教授，主要从事应用有机合成及材料表面与界面的研究工作。E·mail：西un@scu．edu．ca第l2期张赛等：螺嗯嗪化合物的合成及其光致变色性能的研究1787缓闭环反应的发生或在吲哚啉的萘环上引入取代基，稳定PMC的离子结构。一本文通过在螺嗯嗪的1位和9位引入不同的

7、取代基团对螺嗯嗪分子进行了修饰，合成了一系列的螺嗯嗪(如图2和图3所示)，其中化合物5a、图1螺唿嗪的光致变色反应5b和6未见报导。Fig．1Photochromismofspirooxazines吨：Ra一(CH2)4BrHeller指出最具有实用前景的光致变色化b-CH2CHCH2合物，需要其成色体(PMC)具有足够的热稳定性c—CH2Phd·(CH2)3CH3和良好的抗疲劳性，即在图1的热平衡中，螺嗯嗪la．1d能以PMC结构稳定存在。从PMC结构可知要提№图2引用的螺噫嗪