[发明专利]2-羟基-5-(3-氯-4-氟苯偶氮基)苯甲醛化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了2‑羟基‑5‑(3‑氯‑4‑氟苯偶氮基)苯甲醛化合物及其制备方法和应用。本发明提供了一种方便高效的新型偶氮苯化合物的制备方法，所合成的化合物的光致变色性能显著，反式异构体和顺式异构体的结构较为稳定，可望应用于光响应性存储器件、非线性光学材料等领域。

技术领域

本发明涉及一种新型苯偶氮类有机光电化合物及其制备方法，具体涉及2-羟基-5-(3-氯-4-氟苯偶氮基)苯甲醛化合物及其制备方法和应用。

背景技术

偶氮苯类化合物是一类典型的具有顺反几何异构体的光致变色化合物，在室温条件下，偶氮苯类化合物大都以稳定的反式构型存在，在紫外光照射的作用下会发生光致异构化，转化为顺式的亚稳态偶氮苯；在可见光或加热条件下，因亚稳态的偶氮苯化合物顺式结构一般较不稳定，使其很容易恢复到反式异构体状态。偶氮苯类液晶由于具有独特的光致顺反异构特性是近几年来最引人关注的光致变色液晶材料，具有良好的光学性能、热稳定性等优点。

目前，含偶氮基团的化合物的合成与其光致变色性能的研究越来越受到科研人员的关注，专利号为201510402943.1的中国专利公开了一种溴代偶氮苯化合物及其制备方法；专利号为201410589529.1的中国专利公开了一种对二甲基氨基偶氮苯磺酸的合成方法；专利号为201110437954.5的中国专利公开了一种偶氮苯复合共轭席夫碱化合物及其制备方法。然而，偶氮苯化合物在光信息存储和分子开关等领域的应用要求其光响应性能灵敏、热稳定性良好的同时，还需要具有双稳态的特性。

发明内容

偶氮苯结构可吸收特定波长的光发生可逆的顺-反异构化过程，其中反式结构有利于分子的取向有序，具有独特的光致取向特性，因此，我们可以将偶氮基团作为刚性基元引入到液晶化合物中，制得偶氮类液晶，可以更好地发挥其功能性的特点。偶氮液晶中的-N＝N-极具光学活性，尤其对紫外光的变化敏感，在光量场中能迅速诱导极化和擦去，具有可逆的光致变性，此类化合物作为光电存储材料具有很好的光敏性和液晶性，作为一种很有潜力的光敏感性功能材料，偶氮苯类衍生物正在逐步显示出其潜在的重大应用价值。

据此，我们将苯胺类化合物通过采用重氮偶合反应制备重氮盐，进而与2-羟基苯甲醛反应生成芳香偶氮类化合物，最后与对硝基苯乙腈反应，制备出多种新型偶氮苯类化合物。拟将偶氮基团作为刚性基元引入到液晶化合物中，制得偶氮类液晶，可以更好地发挥其功能性的特点。偶氮苯及其衍生物由于具有独特的可逆光致异构化性能和优越的光诱导取向能力，这一特性使其在光存储、光全息技术及光信息处理等领域具有广阔的应用前景。

本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：

如下结构式所示的化合物，

权利要求1所述化合物的制备方法，包括如下步骤：

将3-氯-4-氟苯胺溶于稀盐酸溶液中，加热溶解后冰浴冷却至一定温度，加入冷却到一定温度的一定浓度的亚硝酸钠溶液，30min加完，保持一定反应温度反应一段时间后，加入一定量尿素去除没有反应的亚硝酸钠，搅拌一段时间，淀粉碘化钾试纸测定反应终点，制成重氮盐；另取500mL四颈瓶，取一定量邻羟基苯甲醛溶于乙醇，再加入一定量碳酸氢钠，称取一定量碳酸钠备用，将之前制得的重氮盐与碳酸钠交替加入邻羟基苯甲醛的乙醇溶液中，60min加完，加完后反应一段时间，加入稀盐酸溶液去除所有碳酸钠和碳酸氢钠，再调节pH，加入一定量的水，再磁力搅拌，加热到80℃反应一定时间，冷却、过滤、干燥、提纯得到红褐色粉末2-羟基-5-(3-氯-4-氟苯偶氮基)苯甲醛；

合成路线如下：

优选地，上述制备方法中，3-氯-4-氟苯胺、亚硝酸钠、盐酸和邻羟基苯甲醛的摩尔比为1:1～1.2:2.5～6:0.3～0.8。

优选地，上述制备方法中，制备重氮盐的反应温度是0-5℃。