[发明专利]具有颜色、荧光和液晶性三重开关效果的螺吡喃衍生物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有颜色、荧光和液晶性三重开关效果的螺吡喃衍生物及其制备方法和应用，该螺吡喃衍生物是取1',3',3'‑三甲基‑6‑硝基螺环[苯并吡喃‑2,2'‑二氢吲哚]‑5',8‑二醇与对位具有烷基/烷氧基或是链端为丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯基的烷基/烷氧基取代的苯甲酸，经酯化反应制得；该螺吡喃衍生物用作智能材料中的分子开关。本发明的螺吡喃衍生物对光、热、pH值、力均具有响应性，具有颜色、荧光和液晶性三重可开关效果，所处化学环境不同其响应行为也有着显著的差异，适用作智能材料中的分子开关。

技术领域

本发明属于分子开关领域，涉及一种螺吡喃衍生物，具体地说是一种具有颜色、荧光和液晶性三重开关效果的螺吡喃衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

响应型功能分子在受到外部化学、电化学或光化学等刺激时，分子内部结构发生变化而导致其光、电、磁等物理性质发生变化。这类分子在外界条件作用下，分子结构可以发生变化，进而可以构建分子开关、分子逻辑等分子尺度器件，并在信息存储和防伪等领域有着潜在的应用前景，所以这类分子持续受到行业内研究者的关注。

分子开关是一种简单的分子器件，受到外界刺激时会在不同的状态(开和关)之间发生可逆的相互转换。常见的可光激发的有机分子开关有偶氮苯、二芳基乙烯、螺吡喃等化合物及其衍生物，它们都具有分子结构或是构型的可逆变换等特点。这类分子结构或是构型的微观变化，会导致材料的宏观物理和化学性质的变化，如颜色、荧光、极性和液晶性等等。这类分子材料已广泛应用于光电器件、化学传感和药物控制释放等领域。

液晶基元修饰的偶氮苯和二芳基乙烯的衍生物常用于液晶智能材料中的功能分子，它们在光刺激下发生顺反异构，由棒状结构变为V型结构从而失去液晶性。所以它们常态下可以是液晶性的，受到外界刺激后变为非液晶性的，即可以从液晶性的有序状态变为非液晶的性无序状态。

而常态下是非液晶性、受到外界刺激后变为液晶性的化合物，即光致液晶性分子，目前鲜有报道。而同时具有颜色、荧光和液晶性三重可开关效果的化合物，更是未有报道。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种具有颜色、荧光和液晶性三重开关效果的螺吡喃衍生物，以提供一种具有颜色、荧光和液晶性三重可智能调控性的化合物；

本发明的另一个目的，是要提供上述具有颜色、荧光和液晶性三重开关效果的螺吡喃衍生物的一种制备方法；

本发明的还有一个目的，是要提供上述具有颜色、荧光和液晶性三重开关效果的螺吡喃衍生物的一种应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有颜色、荧光和液晶性三重开关效果的螺吡喃衍生物，它的化学结构式如下：

其中，

R₁为O或CH₂；

R₂为H、或是

n为1～18中任一整数。

本发明还提供了上述具有颜色、荧光和液晶性三重开关效果的螺吡喃衍生物的一种制备方法，其特征在于，它是取1',3',3'-三甲基-6-硝基螺环[苯并吡喃-2,2'-二氢吲哚]-5',8-二醇与对位具有烷基/烷氧基或是链端为丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯基的烷基/烷氧基取代的苯甲酸，经酯化反应后，即得所述具有颜色、荧光和液晶性三重开关效果的螺吡喃衍生物；

其中，所述对位具有烷基/烷氧基或是链端为丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯基的烷基/烷氧基取代的苯甲酸的化学结构式如下：其中，

R₁为O或CH₂；

R₂为H、或是

n为1～18中任一整数；