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近年来,有机光致变色化合物的合成与应用一直备受关注,原因是它在有机发光材料,光信息存储、光学分子调控、变色材料和装饰等领域有着潜在的应用价值。螺噁嗪是十分重要的光致变色体系,具有很高的光敏性和优良的耐疲劳度,受到了人们的广泛关注。但现有螺噁嗪化合物体系较少,对苯并螺噁嗪的合成工艺的研究还刚刚起步,合成方法单一,产率低,颜色单调,不利于螺噁嗪类化合物的工业化生产,限制了其在生活中的实际应用。
本论文合成了一系列6′-含氮取代螺噁嗪类化合物,并通过核磁共振氢谱、质谱、碳谱、高分辨质谱、红外光谱确定了它们的结构。另外还对6′-含氮螺噁嗪化合物在溶液和高分子膜介质中的光致变色性能进行了研究。
本论文测试了所有化合物在环己烷、二氯甲烷、乙醇、甲醇等溶液中的最大吸收波长,对具有代表性的化合物的酸致变色及光致变色性能进行了测试,测试了具有代表性的化合物在PVB和PMMA等高分子介质中开环体的消色过程曲线,对化合物在膜中的热消色过程进行了动力学拟合,发现化合物在膜中的消色过程更加符合双指数衰减规律。
研究发现,6-含氮杂环取代螺噁嗪化合物不论在溶液中还是在高分子介质中均具有优良的光致变色性,颜色丰富,色彩鲜艳,光敏性好。同时6′-含氮杂环取代螺噁嗪在高分子介质中具有较好的耐疲劳度,经进一步改进后可以满足实际应用的需要。
同时在合成6′-含氮杂环取代螺噁嗪化合物时,偶然发现了6-乙氧基萘并螺噁嗪,总结了此类化合物的合成方法和反应机理,并测试了该化合物在溶液、高分子膜里的光致变色,并对化合物在高分子膜中的热消色过程进行了动力学拟合,发现了此类化合物的一些新特征。