[发明专利]共轭扩展的紫精衍生物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于功能材料制备领域，涉及一类共轭扩展的紫精衍生物(主要是乙烯基联吡啶季铵盐化合物及其衍生物)的制备方法，以及该类衍生物作为新型电致变色材料的应用。

背景技术

电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场作用下发生稳定、可逆变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色特性的材料称为电致变色材料。利用电致变色材料制作而成的电致变色器件具有一些独特的特点，如材料光学性能在大范围内连续可调、可实现光调制、工作电压低、能耗低、易于集成电路匹配，工作温度范围宽、具有高反射率因而不需要外部光源等，在电子显示器、汽车天窗光系统、变色太阳镜、智能窗、防眩后视镜等方面有着广泛的应用前景。

常用的电致变色材料主要分为两类：无机电致变色材料和有机电致变色材料。无机电致变色材料由于显示颜色过于单调，难以制作成全色的电致变色器件，应用范围受到一定限制。有机电致变色材料则以其显示色彩多样性和选择多样性的特点，应用更为广泛。其中，紫精类化合物由于具有成本低、颜色丰富、对比度高、响应时间短、使用寿命长等优点，已在电致变色器件包括智能灵巧窗、汽车后视镜、电致变色数字显示屏以及光控分子器件中得到广泛应用。由于电致变色材料的性能在一定程度上决定着电致变色器件的性能，目前电致变色领域的主要研究方向之一就是开发性能优良的新型电致变色材料，尤其是开发各种色彩显示的彩色电致变色材料，以充分扩展电致变色材料的选择范围。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于开发一种性能优良的新型电致变色材料，以充分扩展电致变色材料的选择范围。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1．共轭扩展的紫精衍生物，具有式I所示结构：

式中，X₁和X₂任意地为Cl、Br或I；R₁和R₂任意地为脂链烃基或单环芳烃基。

进一步，R₁和R₂任意地为C1-C16烷基、C1-C16烯基、有单环芳烃基取代的C1-C16烷基、或有单环芳烃基取代的C1-C16烯基。

进一步，R₁和R₂任意地为C1-C8烷基、C1-C8.烯基、或有苯基或取代苯基取代的C1-C8烷基，所述取代苯基为有C1-C8烷基或C1-C8烯基取代的苯基。

进一步，R₁和R₂任意地为甲基、乙基、丁基、辛基、烯丙基、异戊烯基、苄基或4-乙烯基苄基。

进一步，所述共轭扩展的紫精衍生物为下述化合物中的任一种：

2．所述共轭扩展的紫精衍生物的制备方法，包括如下两种技术方案：

A．R₁和R₂相同且X₁和X₂相同的式I化合物的制备方法包括如下步骤：

在有机溶剂中加入式II所示1，2-二(4-吡啶基)乙烯，再滴加式III所示卤代烃，1，2-二(4-吡啶基)乙烯与卤代烃的摩尔比为1∶2-2.5，然后30～80℃恒温搅拌反应，反应完毕后冷却至室温，加入两倍体积的乙醚作沉淀剂，过滤，滤饼干燥，得式IV所示1，2-二(4-吡啶基)乙烯双季铵盐即R₁和R₂相同且X₁和X₂相同的式I化合物；化学反应式如下：

B．R₁和R₂不同的式I化合物的制备方法包括如下步骤：

a．在有机溶剂中加入式II所示1，2-二(4-吡啶基)乙烯，再滴加式III所示卤代烃，1，2-二(4-吡啶基)乙烯与卤代烃的摩尔比为1∶0.9-1.05，然后30～80℃恒温搅拌反应，反应完毕后冷却至室温，加入两倍体积的乙醚作沉淀剂，过滤，滤饼干燥，得式V所示1，2-二(4-吡啶基)乙烯单季铵盐；化学反应式如下：