[发明专利]一种三苯乙烯腈衍生物及其制备方法和应用

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种三苯乙烯腈衍生物和其制备方法以及其作为可逆压致变色材料的应用。

（二）背景技术

当被施加压力时，颜色发生变化，这种独特的现象使压致变色物质在传感、防伪、存储和显示等领域呈现出巨大的商业前景。

压致变色物质被施加压力时，分子间的相互作用力发生改变，从而引起固态物质堆积方式的转变，使发射光谱发生变化。当结晶固体经历从一种晶体结构到另一种晶体结构或非晶体结构的转变时，发生颜色的不连续变化，在受热或置于有机溶剂气氛中时又恢复到原来的堆积方式，并且实现可逆的压致变色。压力也能影响配位化合物的配位数、几何构型、氧化态、轨道特征及键的性质，从而使发射光谱发生变化。目前对压致变色性的研究主要集中在晶态有机分子、液晶及掺杂高聚物这几类。美国、日本等国家对压致变色性都有较深入的研究。

Koji Araki等（J.Am.Chem.Soc.,2007,129:1520-1521）合成了四周取代四个己酰胺基团的芘类衍生物，当被施加压力时其固体粉末由蓝色荧光转变到绿色荧光，经过加热过程又恢复到蓝色荧光。这是由于苯环与芘单元扭转角的变化及分子结构对H型堆积的限制造成发光颜色转变。ChristophWeder等（Adv.Mater.,2008,20:119-122）发现一类含有腈基和长链烷基的低聚苯乙烯衍生物具有压致变色现象，他们指出分子间的π-π相互作用与脂肪链相互作用之间的平衡可通过分子结构设计来调控，从而调控单个分子与激子的发光转变。

但到目前为止，报道的基于分子堆积结构的具有可逆压致变色性能的材料非常有限，虽然，目前已经报道少量三苯乙烯腈类物质在力、热、溶剂刺激实现物质的颜色可逆调节，但其使用的溶剂多为有毒溶剂，如四氢呋喃、二氯甲烷、甲醇等，这类溶剂对身体有害，而且在家庭生活中也很少使用。除此之外，实现可逆的温度也要大于100℃，这极大地限制了此类材料在实际生活中的应用。对于可逆温度低、溶剂无毒且可逆性好、反转迅速、制备简便的有机小分子报道甚少。

（三）发明内容

本发明目的是提供一种可逆压致变色性能的新化合物——三苯乙烯腈衍生物、其制备方法与其作为可逆压致致变色材料的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种三苯乙烯腈衍生物，其结构如式（I）所示：

本发明还提供了一种所述的三苯乙烯腈衍生物的制备方法，包括：式（Ⅱ）所示的2-(4-溴苯基)-3,3-二苯丙烯腈和式（Ⅲ）所示的对甲氧基苯硼酸在四三苯基膦钯和碳酸钠作用下经Suzuki偶联反应生成式（I）所示的三苯乙烯腈衍生物；

Suzuki偶联反应是在钯配合物催化和碱存在下，芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联，反应溶剂可选择常规用于此反应的无水乙醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲基亚砜等。Suzuki偶联反应一般在无水无氧条件下进行。本发明中各原料用量本领域普通技术人员可根据常规进行选择，四三苯基膦钯为催化剂量，对甲基苯硼酸为足量或过量，以使2-(4-溴苯基)-3,3-二苯丙烯腈充分反应为宜。

进一步，所述2-(4-溴苯基)-3,3-二苯丙烯腈、对甲基苯硼酸、四三苯基膦钯、碳酸钠的物质的量之比优选为1:0.5～3.5:0.001～0.1:0.2～1.2，更优选为1:0.8～3:0.002～0.008:0.5～1.0。

进一步，反应溶剂优选甲苯。

进一步，所述Suziki偶联反应在70～140℃进行，反应时间为12～48h。

更进一步，所述Suziki偶联反应在90℃进行，反应时间为24h。

本发明具体推荐所述的制备方法按如下步骤操作：将式（Ⅱ）所示的2-(4-溴苯基)-3,3-二苯丙烯腈和式（Ⅲ）所示的对甲氧基苯硼酸用甲苯溶解，加入四三苯基膦钯和碳酸钠，在高纯氮保护下于70～140℃反应12～48h，反应结束后经分离纯化得到式（I）所示的三苯乙烯腈衍生物。所述的分离纯化采用常规操作，如：反应结束后将反应混合物冷却，分离有机相，二氯甲烷萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤三次，无水Na₂SO₄干燥，静置过夜，过滤，浓缩后的粗产物经柱层析分离[V(石油醚)/V(乙酸乙酯)=50/1]，得到目标产物。