含DSA和TPA荧光染料分子的合成与压致变色性质研究

压致变色是指当物质受到外界作用力刺激时,其光学性质和颜色发生变化的现象。其中,具有压致变色性质的有机荧光染料在压力传感器、光学储存、存储芯片和安全油墨等领域表现出潜在的应用价值,引起了人们的广泛关注。但是,传统有机发光分子大多数具有较大的π共轭结构NSC125066研究购买,由于这种结构的存在,使得其容易产生聚集诱导荧光猝灭(ACQ)效应,这种效应会一定程度上影响材料的压致变色活性。为noninvasive programmed stimulation了克服ACQ效应的影响,科研人员设计、合成了大量的有机染料分子。通过研究发现,聚集诱导发光(AIE)分子是一类重要的反ACQ现象分子,在聚集状态下表现出优异的光物理性质,可以作为压致变色材料的重要来源之一。本论文中,我们以典型的AIE分子—9,10-二苯乙烯基蒽(DSA)和三苯胺(TPA)为母核,设计、合成了两类荧光染料分子,并分别研究了其压致变色性质。具体工作内容如下:1.9,10-二苯乙烯基蒽(DSA)衍生物分GSK J4子的合成及压致变色性质的研究。以9,10-双(氯甲基)蒽为初始原料,通过Arbuzov反应、Wittig-Horner和Sonogashira反应合成出中间体,所得中间体再分别与4-甲氧基苯乙腈、4-叔丁基苯乙腈、4-三氟甲基苯乙腈和4-氟苯乙腈通过Knoevenagel缩合反应合成终产物D_1-OCH_3、D_2-C(CH_3)_3、D_3-CF_3和D_4-F。四种化合物在固体状态下经过外力碾压,均表现出典型的压致变色性质,荧光发射峰分别红移了16 nm、19 nm、9 nm和16 nm。进一步通过溶剂熏蒸和加热处理,可以使碾压后样品的荧光发射峰得到一定程度的蓝移。本论文探究了四种化合物压致变色性质的内在机理,通过XRD测试结果可以看出,四种化合物的压致变色过程发生了“微晶态-无定形态”相互转变。2.三苯胺(TPA)衍生物分子的合成及压致变色性质的研究。以4-溴三苯胺为原料通过Vilsmeier-Haack反应和Knoevenagel缩合反应合成中间体,所得中间体再与二苯基亚胺、二苯胺和咔唑分别反应,合成终产物T_1、T_2和T_3。研究了三种化合物的压致变色性质,其中,化合物T_1表现出优异的压致变色活性。进一步加热碾压后的样品,其荧光发射峰发生了明显的蓝移。此外,化合物T_1的可逆压致变色过程具有良好的可重复性和压力刺激响应敏感性。因此,我们将化合物T_1涂覆在滤纸上制备成无墨书写材料,可实现“书写-热擦除”可逆循环操作。我们期望此类研究未来可用于开发可循环书写介质,从而有助于减少纸张的消耗和浪费。