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光致变色化合物由于在光照下能够产生瞬间性质的变化,可以广泛应用于光信息存储、生物分子活性的光调控、防伪和装饰等领域。螺噁嗪由于有很高的耐疲劳性和光稳定性,具有广阔的应用前景,而受到人们的广泛关注。但现有螺嗯嗪化合物的合成方法步骤多,产率低,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。
本文对现有6’-含氮杂环取代螺嗯嗪化合物的合成方法进行了筛选,发现了一种适合进行工业推广的合成方法,并进行了工艺改进和工艺条件的优化。通过实验室中的初步放大实验,进一步证明了该方法和条件的可行性。
本文还用上述方法和条件合成了一系列6’-含氮杂环取代螺噁嗪类化合物(17个),并通过核磁共振氢谱、碳谱、质谱、红外光谱、元素分析测试确定了它们的结构。同时还对6’-含氮杂环取代螺噁嗪化合物在溶液和高分子介质中的光致变色性能进行了研究。
研究发现,6’-含氮杂环取代螺噁嗪化合物无论在溶液中还是在高分子介质中均具有光致变色性,且色彩鲜艳,颜色丰富,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性,经进一步研究改进后可以满足实际应用的要求。此外还发现,螺嗯嗪化合物在高分子介质中的消色过程偏离一级动力学方程,符合双指数衰减规律,并对此进行了讨论。