有機光致變色化合物二芳基乙烯的研究與應用.doc

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1、有機光致變色化合物二芳基乙烯的研究與應用【摘要】本文主要闡述瞭國內外有機光致變色化合物的研究現狀、光致變色反應；介紹目前廣為關註的有機光致變色化合物二芳基乙烯的研究進展與應用，並對其進行總結與展望。光致變色的材料早在【關鍵詞】光致變色反應；二芳基乙烯化合物；應用；研究;進展【中圖分類號】06【文獻標識碼】A【文章編號】1007-4309(2011)03-0059-21867年就有所報道，但直至1956年Hirshberg提出光致變色材料應用於光記錄存儲的可能性之後，才引起瞭廣泛的註意。有機光致變色材料是近年來國際上剛剛出現的一類新型有機光電子功能材料，首先，它可以廣泛地用於日

2、常生活，如防曬霜、裝飾材料、新奇印刷、防偽和鑒偽等；其次，它更可以用於光信息存儲、光轉換器和光開關等前沿領域，且有著非常好的應用前景。尤其是它作為信息存儲材料的應用，更是引起人們的重視。21世紀隨著信息的急劇致變色材膨脹，對於如何更有效地存儲這些信息提出瞭更高的要求，在這種情況下，高性能的有機光料引起瞭科研工作者對光存儲材料的高度重視，它正是能夠滿足這種要求的極具潛力的存儲材料之一。目前研討光致變色資料最多的國傢是日本、美國、法國等，隨著光致變色材料日趨重要以及誘人的應用前景，國際上一些著名的大學、研究單位和公司，逐步把眼光轉向有機光致變色材料的開發和應用，與其相關的論文和專

3、利也不斷增多。世界上隻有日本和美國有少量光致變色資料民用品出售。但美、日等發達國度把光致變色資料用於民用行業也還處於起步階段，並沒有大范市場，仍有很大的發展空間。我國在有機光致變色材料的研究上，也取得瞭可惜成績。中國科學院感光化學研究所的樊美公等人對光致變色材料進行瞭大量的研究，申請瞭多項光致變色材料方面的專利，並發表瞭大量的研究論文。南開大學孟繼本等科研人員已合成瞭100多種的有機光致變色材料，並致力於將其合成的材料應用於光致變色塗料、光致變色安全玻璃膜，光致變色紡織品等民用品上。江西科技師范學院蒲守智課題組也對此多瞭大量的研究工作，合成瞭多種光致變色化合物。一、光致變色現

4、象光致變色是指一種化學物質的分子在適當波長的光照射下，可逆地在兩個具有不同光譜性質的異構體之間相互轉化：A入1?苗A2BA和B分別代表體系中兩個異構體，入1和A2是發異構所需的光的波長。光致變色是一種可逆的化學反應，這是一個重要的判斷標準。在光作用下發生的不可逆反應，也可導致顏色的變化，隻屬於一般的光化學范疇，而不屬於光致變色范疇。目前，對光致變色的研究大都集中在二芳基乙烯、俘精酸軒、螺毗喃、螺嗪、偶氮類以及相關的雜環化合物上，同時也在繼續探索和發現新的光致變色體系。從上世紀80年代以來，Irie和Lehn研發出瞭具有良好光致變色性質的二芳基乙烯類分子，此分子以其優異的熱穩定

5、性、良好的耐疲勞性、響應時間短以及開/關環異構體之間吸收光譜差異顯著等優點迅速成為光存儲材料研究的新熱點，從而引起瞭硏究二芳基乙烯分子的熱潮。二芳基乙烯分子在光致異構化過程中，分子吸收光譜發生變化，同時還常伴隨諸如介電常數、氧化/還原電位、幾何構形等其它物理化學性質的變化。這些性能優異的二芳基乙烯分子在光存儲，分子開關，多色彩顯示器，非線性光學等領域，具有重要的科學價值和廣闊的應用前景。二、二芳烯衍生物的研究到目前為止，在各類已報道的二芳基乙烯中，按其所連的橋頭單元不同主要分為以下四類：含全氟環戊烯結構單元的二芳基乙烯；含馬來酸軒或馬來酰亞胺結構單元的二芳基乙烯、含環戊烯結構

6、單元二芳基乙烯和含2,5・二氫嘍吩或毗咯等五元雜環結構單元的二芳基乙烯。一些具有代表性的雜環類二芳基乙烯化合物的結構式如圖2所示:丁烯二酹衍生物全氟環戊烯衍生物雜嘍呼烯衍生物雜嘍吩烯衍生物幾種二芳基乙烯衍生物的結構示意每類二芳基乙烯都有各自的優點和缺點，但從材料性能上比較而言，含全氟環戊烯的二芳基乙烯分子具有比其它幾類二芳基乙烯更為優異的性質如光熱穩定性，耐疲勞性等，因而對這類二芳基乙烯的研究倍受關註。近年來陸續有許多新型二芳基乙烯分子被報道，這些化合物主要為全氟環戊烯1,2■位對稱取代的含雜環的二芳基乙烯，而位由不同結構單元取代的不對稱的二芳基乙烯報道較少。與對稱性體系相比

7、，不對稱二芳基乙烯體系更容易通過對其分子結構的微調實現光致變色性能的改進。在設計合成不對稱的二芳基乙烯分子時，給分子修飾上共範程度不同的取代基團，或是引入不同的手性基團或是特定的取代基團，以改進它們的光電性質，從而可以滿足不同的需求，使其在高密度存儲，多色彩顯示器；非線性光學，無損讀出等領域更具有應用潛力。同時，非對稱體系與對稱體系相比，往往更具有熱穩定性，因而在設計合成具有優越熱穩定性的二芳基乙烯光致變色化合物時,引入兩側含有不同雜環的全氟類二芳基乙烯雜環體系已經成為一個重要的指導原則。基於不對稱體系