论文部分内容阅读
光致变色材料由于其在分子开关、光信息储存、非线性光学、光学镜片、智能窗户等方面的潜在应用而吸引了人们对其很大的注意。吡唑啉酮类光致变色化合物是一类新型的在固态下具有光致变色性能的有机光致变色化合物。而固态下具有光致变色性能是实现材料应用的必要条件,因此对这类材料的进一步研究将扩展有机光致变色材料的开发与应用。在本实验室之前研究的基础上,本文通过对吡唑啉酮进行分子设计和结构修饰,主要在吡唑啉酮环的3位上引入了富电子噻吩环,在4位上引入取代苯基和富电子噻吩环,与苯基氨基脲进行缩合,合成了一系列含有富电子噻吩环的吡唑啉酮衍生物。通过对这些化合物光致变色性能、动力学性质的研究,总结出了结构与光致变色性能之间的关系。此外,通过分析和反复试验最终制得了一类新的吡唑啉酮光致变色材料复合聚苯乙烯薄膜。第一章合成了9种1-苯基-3-(2-噻吩基)-4-取代苯基亚甲基-5-吡唑啉酮缩4-苯基氨基脲类化合物。利用1H NMR、质谱、X-射线单晶衍射确定了这些化合物的组成和结构,采用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光潜分析了这些化合物的光致变色性质及反应动力学。发现在吡唑啉酮环的3位引入富电子的噻吩环,可以改善化合物的抗疲劳性和热消色性能。此外,还发现随着吡唑啉酮环4位取代苯基上取代基的吸电子性的增强其紫外-可见吸收光谱发生了红移,其中化合物1-苯基-3-(2-噻吩基)-4-(4-硝基苯基亚甲基)-5-吡唑啉酮缩4-苯基氨基脲(P2Th4NO2BP-PSC)的吸收已到可见区且表现为可见光致变色。第二章合成了一种含双噻吩的吡唑啉酮光致变色化合物,即1-苯基-3-(2-噻吩基)-4-(2-噻吩亚甲基)-5-吡唑啉酮缩4-苯基氨基脲[PD(2Th)P-PSC]。对其组成、结构及性能进行了研究。发现该化合物具有紫外光变色可见光褪色的光致变色性能和热增幅现象,且可以作为一种潜在的智能窗帘材料。另外,将化合物PD(2Th)P-PSC与聚苯乙烯(PS)复合制备出了一种新的PD(2Th)P-PSC/PS功能薄膜,该薄膜具有与粉末PD(2Th)P-PSC类似的性质,有望作为一种新型的智能窗帘。