一種噁唑類分子光開關熒光調制材料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種噁唑類分子光開關熒光調制材料5-(哌啶-1-y1)-2-(1，3，3-三甲基吲哚啉-2-y1)萘并[1，2-d]噁唑。本發明的噁唑類分子是一種吲哚環和萘并噁唑環的結合體，而且在后者的萘環上還有哌啶取代基，總的分子式為C27H29N3O。所述噁唑類分子在紫外光照射后，呈現典型的光致變色性能，可以單獨作為光致變色材料。所述噁唑類分子在變色前后，呈現出截然不同的光致發光性能，相應的熒光發射強度呈現出隨變色程度變化的特征，可以作為光開關熒光調制材料使用。
【專利說明】一種π惡唑類分子光開關熒光調制材料
【技術領域】
[0001]本發明屬于有機化學和光功能材料領域，涉及光致變色和光致發光材料，具體是一種同時具備光致變色和光致發光性能，且發光性能可由變色過程調控的光開關熒光調制材料。
技術背景
[0002]有機光致變色功能化合物在光存儲材料、感光/隱蔽/防偽/裝飾材料、光電轉化器件、生物活性分子的光調控、光致變色染/涂料、農用地膜、變色太陽鏡等方面存在廣泛的應用前景，其特有的光化學穩定性和抗疲勞性可作為光致變色產品的基礎材料。新的光致變色化合物的探索以及已有的材料的改性與應用技術一直受到人們的普遍重視，并正在迅速發展。而利用光致變色分子在光照變色前后分子結構的變化存儲信息是光致變色材料最為誘人的重要應用領域。
[0003]為了實現光致變色材料的光存儲應用，該類材料需要滿足光化學穩定、抗疲勞、變色對應結構多樣性、較好的溶解性。與螺吡喃類光致變色化合物相比，螺噁嗪類光致變色化合物因具有碳氮雙鍵而具有更好的光化學穩定性和抗疲勞性。但螺噁嗪類化合物的光致變色穩定性仍有提升的空間。廣大科技工作者正在努力尋找光化學穩定性更佳的光致變色化合物。簡單判斷化合物的光穩定性可通過測試其吸收光譜實現，對光致變色化合物而言，光致變色前后紫外可見區最大吸收波長的差距越大則表明該光致變色化合物光化學穩定性更佳。
[0004] 當前，物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。其發展已受到歐美發達國家的普遍關注，對我國科技水平的提升、經濟甚至國家安全的保障、新的經濟增長點的培育、經濟結構的調整和升級等都具有非常重要的現實意義(溫家寶總理，2010年國務院政府工作報告，2010年。)。微型的智能化傳感器和高速的網絡通信是物聯網快速發展的有力支撐，但是半導體信息工業正面臨著微型化的瓶頸，現有的高速光通信網絡由于采用光/電雜化通信模式，也面臨著電信號的制約而產生瓶頸的難題。而光開關熒光調制技術只對光信號進行處理和傳輸的特性，可以實現高速的全光網絡，分子基材料“積小為大”的策略便于著名物理學家Feynman “底部仍有大量空間”預言的實現，為信息設備的微型化打開廣闊的空間(Balzani, V.；Credi, A.；Venturi, Μ.[意],田禾,王利民譯,分子器件與分子機器，化學工業出版社，2005年。)。事實上，眾多國內外研究者已經基于分子基光開關熒光調制技術在光計算處理器、三極管式光轉換器、信號分離器、譯碼-解碼器等方面取得了振奮人心的成就，標志著向產業化的目標邁進了一大步。可見，分子基光開關熒光調制技術在光計算、光存儲、光傳感、光通信和全光網絡等領域正日益顯示出其誘人的應用前景，已經成為近年來的研究熱點，但是提高信噪比和穩定性仍是兩大技術難題。因此，積極開發新的分子基光開關熒光調制材料，著力克服制約該技術實用化的兩大技術難題，具有重大的研究價值和現實意義。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種新的噁唑類分子光開關熒光調制材料5_(哌啶-1-yl)-2-(1，3，3-三甲基吲哚啉-2-yl)萘并[l，2_d]噁唑。通過溶劑熱反應，方便地制備獲得了具備光致變色和光開關熒光調制性能的噁唑類分子光開關熒光調制材料5-(哌啶-1-yl)-2-(1，3，3-三甲基吲哚啉-2-yl)萘并[l，2_d]噁唑。該材料分散在溶液或聚合物基質中都能很好地呈現出光致變色和光開關熒光調制性能。
[0006]本發明的技術方案，是提供一種噁唑類分子光開關熒光調制材料5_(哌啶-1-yl)-2-(1，3，3-三甲基吲哚啉-2-yl)萘并[l，2_d]噁唑，其特征在于:該熒光調制材料的分子式為C27H29N3O,是一種吲哚環和萘并噁唑環的結合體，而且在后者的萘環上還有哌啶取代基；該熒光調制材料為單斜晶系，C2/c (N0.15)空間群，晶胞參數a = 32.684(5)，b=7.3827(8),c = 21.778(3) A, β = 119.897(1)。,F= 4555.6(1) A39Z = 8,DC = 1.2g/cm3，
晶體顏色為很淡的黃色；其分子結構如式(I):
[0007]
【權利要求】
1.一種噁唑類分子光開關熒光調制材料5-(哌啶-1-yl)-2-(l，3，3-三甲基吲哚啉-2-yl)萘并[l，2-d]噁唑，其特征在于:該熒光調制材料的分子式為C27H29N3O,是一種吲哚環和萘并嚼唑環的結合體，而且在后者的萘環上還有哌啶取代基；該熒光調制材料為單斜晶系，C2/c (N0.15)空間群，晶胞參數 a = 32.684(5)，b = 7.3827 (8)，c = 21.778(3) Α，β=119.897(1)。,K= 4555.6(1) A3, Z = 8，Dc = 1.2g/cm3,晶體顏色為很淡的黃色；其分子結構如式⑴:
2.根據權利要求1所述熒光調制材料的應用，其特征在于所述熒光調制材料溶解在有機溶劑中，呈現出光致變色性能，單純作為光致變色材料使用。
3.根據權利要求1所述熒光調制材料的應用，其特征在于所述熒光調制材料溶解在有機溶劑中，隨著光致變色程度的變化呈現出光致變色調制熒光發射強度的性能，作為光開關熒光調制材料使用。
4.根據權利要求2和權利要求3所述熒光調制材料的應用，其特征在于所述溶解熒光調制材料的有機溶劑，可以是氯仿、二氯甲烷、二甲苯、甲苯、四氫呋喃、乙腈、乙醇和甲醇中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述熒光調制材料的應用，其特征在于所述熒光調制材料分散在聚合物基質中，呈現出光致變色性能，單純作為光致變色材料使用。
6.根據權利要求1所述熒光調制材料的應用，其特征在于所述熒光調制材料分散在聚合物基質中，隨著光致變色程度的變化出光致變色調制熒光發射強度的性能，作為光開關熒光調制材料使用。
7.根據權利要求5和權利要求6所述熒光調制材料的應用，其特征在于所述分散熒光調制材料的聚合物基質，可以是聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一種或幾種。
【文檔編號】C09K11/06GK104177347SQ201410341639
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月14日 優先權日:2014年7月14日
【發明者】柴文祥, 林堅, 王聰勇, 黃佳焰, 范美強, 史宏聲, 秦來順, 陳達, 郭駕宇, 舒康穎 申請人:中國計量學院