光致变色螺二氢吲哚苯并吡喃的合成

光致变色螺二氢吲哚苯并吡喃的合成

一、光致变色螺吲哚啉苯并吡喃的合成(论文文献综述)

孙宾宾[1](2021)在《含螺恶嗪或螺吡喃结构的新型光致变色材料的制备与性能研究》文中提出在特定波长光(或热)的作用下,螺恶嗪和螺吡喃类化合物能够在闭环体(无色态)与开环体(显色态)之间发生可逆反应,有望应用于光信息存储等领域,导致螺恶嗪和螺吡喃类化合物目前无法大规模投入实用的原因,一是其开环体热稳定性较差,在室温下极易返回闭环体;一是其抗疲劳性能尚达不到市场化需求。同时,小分子化合物不利于成膜成纤及器件化。将螺恶嗪或螺吡喃基团通过共价键引入高分子基质,通过空间位阻对光致变色过程的制约,能够有效延迟消色反应速率,提高其开环体的热稳定性,同时有利于成膜成纤及器件化.本论文正是在这一思路下展开的,主要研究内容有:含螺恶嗪或螺吡喃基团的丙烯酸酯是制备光致变色材料最常用的单体。本论文首先在超声辐射条件下快速高效地合成了含羟基的螺恶嗪SO-OH和含羟基的螺吡喃SP-OH:进一步通过DCC/DMAP酯化法分别方便快捷地合成了含螺恶嗪基团的丙烯酸酯SOA和含螺吡喃基团的丙烯酸酯SPA:对上述四个螺恶嗪或螺吡喃类化合物进行了波谱表征,探讨了其光致变色性质。为了提高螺恶嗪基团开环体的热稳定性,同时制备水溶性的光致变色材料,本论文接着将螺恶嗪丙烯酸酯SOA和羧甲基纤维素CMC在水溶液中接枝共聚,制备了水溶性的含螺恶嗪基团的羧甲基纤维素基光致变色材料CMC-g-SOA;通过红外光谱、热重分析、水溶性测试、紫外-可见吸收光谱等方式对CMC-g-SOA 的结构进行了表征,分析了共聚反应机理。紫外线照射能使CMC-g-SOA开环显蓝色,CMC-g-SOA开环体在水溶液中的消色过程符合一级动力学方程,热消色稳定性较接枝前显着增强:历经10次光致致变色循环后相对吸光度下降1.17%,显示出CMC-g-SOA良好的抗疲劳性能。由于水溶性CMC和脂溶性SOA的接枝共聚在异相条件下进行,两种原料不能充分接触。为了克服这一弊端,本论文继而以脂溶性硝化纤维素NC为母体,在均相条件下制备了含螺恶嗪基团的硝化纤维素基光致变色材料NC-g-SOA:通过核磁共振碳谱、红外光谱、热重分析等方式对NC-g-SOA的结构进行了表征,分析了共聚反应机理。NC-g-SOA可以通过溶液法在玻璃片上成膜,紫外线照射NC-g-SOA的乙酸乙酯溶液或膜,能使NC-g-SOA开环显蓝色。NC-g-SOA开环体在乙酸乙酯溶液中和薄膜状态的热消色均符合一级动力学方程,速率常数分别为1.77×10-2 s-1和1.36×10-3 s-1。NC-g-SOA在乙酸乙酯溶液中和薄膜状态历经10次光致变色循环后相对吸光度分别下降 3.40%和 0.85%。无论将螺恶嗪基团引入CMC还是NC,都能显着地增强螺恶嗪基团开环体的热稳定性,但仅仅是增强,螺恶嗪基团光致变色过程中的稳定态仍然是闭环体(无色体)。本论文接着以含硝基螺吡喃基团的丙烯酸酯SPA为单体,将其与水溶性的羧甲基甲壳素CMCH共聚,制备了含螺吡喃基团的羧甲基甲壳素基光致变色材料CMCH-g-SPA;通过红外光谱、热重分析、X-射线衍射、水溶性测试等方式对CMCH-g-SPA的结构进行了表征,分析了共聚反应机理。X-射线衍射测试显示接枝反应破坏了 CMCH的半晶结构,使得CMCH-g-SPA水溶性增强。紫外-可见吸收光谱证实,在水溶液中存在硝基螺吡喃基团的开环体结构MCA,接枝MCA的羧甲基甲壳素材料CMCH-g-MCA在水溶液中表现出逆向的光致变色行为,对造成这一现象的原因进行了深入分析;除了溶剂水极性强以外,羧基阴离子与MCA结构中吲哚阳离子之间的静电引力是一个重要的影响因素,其对接枝在羧甲基甲壳素大分子链上的MCA结构起到了稳定作用。通过可见光照射CMCH-g-MCA水溶液在8 min内可以完成消色反应,随之的热显色过程符合一级动力学方程,速率常数为4.64×10-4 s-1。CMCH-g-SPA在水溶液中历经10次光致变色循环后相对吸光度下降7.92%。

张艺伟[2](2021)在《光致变色螺吡喃/螺嗪及金属Pt(Ⅱ)衍生物的光物理及自组装性质》文中研究指明螺吡喃/螺嗪是一类常见的光致变色化合物,由于其较好的抗疲劳性和光稳定性,在材料领域得到了广泛的研究和关注。而在分子尺寸,螺吡喃/螺嗪的光致变色反应可以带来分子构型的转变以及亲疏水的变化。当施加紫外光照,近似正交的、电中性的闭环态螺吡喃/螺嗪转化为平面构型的、离子型的开环结构部花青,使其成为很好的刺激响应组装体的构筑基元。金属Pt(Ⅱ)具有d8电子结构和平面四边形的构型,与种类多样的配体配位后,可以表现出丰富的光物理性质。同时,部花青和金属Pt(Ⅱ)易于形成π-π堆积和Pt-Pt相互作用,有利于构建超分子组装体。本文设计合成了一系列含疏水性烷基链和亲水性三乙二醇链的螺吡喃衍生物,并将螺吡喃/螺嗪作为配体引入到Pt(Ⅱ)中合成金属配合物,对化合物的光物理性质、光致变色性质和光响应溶液自组装性质进行了深入的探究,具体工作包括以下三个方面:首先,将不同长度疏水性烷基链通过不同的连接基团引入到螺吡喃衍生物中,由2.1的晶体结构和理论计算结果更直观的了解了闭环结构的近似正交构象及较长的螺环C-O键,通过简单的增加烷基链长度,实现了溶液中组装形貌的规律性变化,而非共价键研究结果进一步证明了组装过程中的分子间作用力的存在。其次,将不同个数亲水性三乙二醇链通过不同的连接基团引入到螺吡喃衍生物中,通过连接基团电负性的不同实现了对光物理和光致变色性质的调控,在含水的极性溶剂中实现了自发开环现象,而在非极性溶剂中,通过紫外光照引起光致变色反应、连接基团的不同及三乙二醇链个数的不同实现了对组装体尺寸的调控。最后,设计合成了一系列螺吡喃/螺嗪-联吡啶Pt(Ⅱ)配合物,并在4.5,4.6的基础上引入炔基苯,合成了平面性更强的环状金属配合物4.7,4.8,除螺吡喃配合物4.3外,所有螺嗪配合物均可在溶液中实现光响应组装行为,4.7和4.8还能实现光致变色敏化MLCT发光增强。由此,通过合理的分子设计,配合溶剂极性的调整和可控的紫外光照射,可为实现系统化、可控化的自组装功能材料提供借鉴及经验。

何智超[3](2021)在《基于微胶囊技术的光致变色织物的制备及性能研究》文中研究指明随着人们对纺织品功能化意识的逐步增强,对纺织颜色的追求也转变为以实现更加新颖、前卫的效果为目标,对光致变色纺织品的研究也日益增多。由于有机光致变色材料具有变色灵敏、色彩鲜艳等优点而在纺织领域具有广阔的应用前景,但是其极易受到外界环境的影响而导致光化学耐疲劳度变差。微胶囊化光致变色材料是解决此种问题的有效方法,以其致密的外壳实现芯材与外界环境的有效阻隔实现抗疲劳度提高的目的。本课题首先合成了烯基官能团的光致变色螺吡喃衍生物。随后以螺吡喃为芯材、壳聚糖为壁材、戊二醛为交联剂,成功制备光致变色微胶囊。将微胶囊整理到织物上又分为两大部分,其一是利用PDMS与微胶囊共混涂层到棉织物上成功制备了光致变色疏水棉织物,其二是利用静电层层自组装方法将微胶囊与海藻酸钠整理到织物上制备了自组装光致变色织物。其主要研究结果如下:(1)合成烯基官能团的光致变色螺吡喃衍生物1-烯丙基-6-硝基[2H]-1-苯并吡喃-2,2’-吲哚啉,利用紫外光谱(UV)、红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、碳谱(13C-NMR)等表征手段证明目标化合物的成功合成。(2)以上述螺吡喃化合物为芯材、壳聚糖为壁材,以乳化-化学交联法制备了光致变色微胶囊,利用扫描电镜(SEM)对其表面形貌分析观察发现,呈现规则的微球状,外壁光滑且致密性好。通过激光粒度分析仪测试,发现微胶囊的粒径分布均匀且平均粒径为0.71μm,亚微米级结构也表明其适用于之后整理到织物过程中所用的涂层法以及静电层层自组装方法。(3)利用PDMS光的高通透性、粘性以及疏水性,将上述微胶囊与PDMS共混涂层到棉织物上制备光致变色疏水棉织物。其在室温紫外灯(5 W,365 nm)辐照下瞬间变色,10 s即可达到最大色深,在室温绿光(5 W,532 nm)辐照下20 s、80℃环境中静置1 min、室温黑暗条件下静置50 min均可可逆褪回到原始状态,在经过20组紫外变色-绿光回复循环后,其光致变色效果仍能保持在最初的96.36%,要高于同种光致变色化合物而未经微胶囊包封的88.24%,可以得出微胶囊化光致变色材料对提升其抗疲劳度具有显着效果。也正是由于PDMS的使用,制得的涂层织物静态水接触角达到138°以上,具有较好的疏水防污效果及优越的洗涤耐久性。(4)利用在pH为5的条件下,微胶囊壁材上的氨基带正电,海藻酸钠上的羧基带负电,静电层层自组装到阴离子化棉上制备了自组装光致变色棉织物。扫描电镜分析证明微胶囊在棉织物上的负载量随着组装层数的增加而增加,红外光谱证明微胶囊在棉织物上的成功负载。亚甲基蓝(阳离子染料)对不同组装过程中的织物染色,其K/S和Lab值呈现规则的“奇偶”变化,证明了由微胶囊和海藻酸钠在阴离子化棉上的交替沉积引起了表面电荷的变化。组装5层微胶囊(增重率=25.23%)的自组装棉织物(MPC-5)紫外光辐照下12 s达到最大色深,绿光辐照下90 s后恢复原状,在20组循环试验后仍能保持优异的光致变色效果(94.65%),证明其优异的抗疲劳性。经线性拟合发现,自组装棉织物的光致变色效果随着组装层数的增加呈现正比例增加,证明光致变色微胶囊在织物上均匀沉积。此外,其优异的紫外防护效果及可擦除/可重写特性也表明了在紫外防护服装及光学信息存储器领域的潜在应用。本论文的研究成果对提升光致变色材料的抗疲劳度、拓宽光致变色纺织品的制备方法提供了一条新的途径。

张丹[4](2021)在《新型螺吡喃类光致变色材料的合成及其性能研究》文中提出具有响应速度快、热稳定性高、以及抗疲劳性好等优点的螺吡喃类光致变色材料可用作金属离子的比色和/或荧光探针,但可检测的物种较少,且选择性和抗干扰性差。本文设计在螺吡喃结构中引入羟乙基、吗啉基或3-氯-2-羟丙基,合成新的高效金属离子和pH探针。另外设计合成含有螺吡喃的聚合物,作为可对光、pH和生物硫醇等多种刺激响应的灵敏材料。论文主要工作内容包括以下几个部分:第一部分是新型螺吡喃小分子化合物SP1,SP2,SP3,SP4,SP5,SP6和SP7的合成及其结构表征。通过N-烷基化等反应合成了N-烯丙基螺吡喃SP1和SP2,N-(β-羟乙基)螺吡喃SP3、SP4和SP5,N-苄基螺吡喃SP6和N-(3-氯-2-羟丙基)螺吡喃SP7,其中SP3和SP4结构中还带有吗啉基。合成的螺吡喃化合物的收率在35%~92%之间。利用1H NMR、13C NMR、MS和IR等手段对螺吡喃化合物的结构进行了表征。第二部分是螺吡喃化合物SP2的识别性能研究。由氨基螺吡喃与马来酸酐反应制备的螺吡喃化合物SP2结构中含有酰胺和羧基,可作为水溶性荧光探针,用于检测Fe3+和pH。在SP2的DMF/H2O(9:1)溶液(20μM)中分别加入等当量的金属离子Li+、Na+、K+、Ag+、Cu2+、Fe2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Sr2+、Hg2+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Cr3+、Fe3+后,发现加入Fe3+后探针SP2的荧光强度降低2.4倍,而加入其它金属离子后,荧光强度变化不大,表明SP2可作为荧光关闭型探针,检测Fe3+离子。探针SP2在不同pH值范围内呈现不同的颜色,pH=1~3时,呈淡黄色;pH=4~9时,呈黄褐色;pH=10~13时,为紫色;pH=14时则为无色。因此SP2可作为检测pH的比色探针。第三部分是螺吡喃化合物SP6的识别性能研究。在SP6探针溶液中加入不同金属离子后,Fe2+可以使SP6探针的荧光强度提高约36倍;Mg2+和Co2+可以使SP6探针的荧光强度小幅增大,其它离子的加入未引起明显的荧光强度变化。因此SP6可以在乙醇/水(9:1)体系中作为检测Fe2+离子的荧光开启型探针,对Fe2+的检测限为0.76μM。考察pH对探针SP6检测Fe2+的影响可发现,SP6检测Fe2+时的荧光强度在酸性环境下变化不大,表明pH对探针SP6检测Fe2+几乎无影响。其它常见金属离子包括Li+、Na+、K+、Ag+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Sr2+、Hg2+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Cr3+和Fe3+对Fe2+荧光识别未产生明显的干扰。探针SP6溶液的颜色随pH变化而不同,pH=1~2时,呈黄色;在其它pH下则为无色。探针SP6的荧光强度在pH为1~12时较低且变化不大,当pH增加到13和14时荧光强度迅速大幅增加。因此SP6可作为测试pH的比色和荧光探针。第四部分是含螺吡喃聚合物的合成、表征和性能研究。以偶氮二异丁腈为引发剂,由N-烯丙基螺吡喃单体、丙烯酸丁酯和4-苯基-7-烯丙基酰氧基香豆素通过自由基聚合反应,制备了三元聚合物C。利用GPC法测得含螺吡喃聚合物C的数均分子量和重均分子量分别为2985和2360,PDI为1.26。聚合物C易溶于丙酮,可溶于乙醇和乙酸乙酯,难溶于水和甲苯。在聚合物C的DMF/H2O(1:9)溶液中加入Fe3+和Fe2+后,发生荧光猝灭;而加入其它常见金属离子后,未观察到明显的荧光强度变化。因此聚合物C可作为荧光关闭型探针,检测Fe3+和Fe2+离子,对Fe3+和Fe2+的检测限分别为0.27和0.14μM。

元慧娟[5](2021)在《螺吡喃小分子荧光探针的合成及其金属离子识别性能的研究》文中认为螺吡喃类的化合物是应用十分广泛的光响应化合物,在光电子开关、光信息存储技术、逻辑门数字显示、伪装材料、非线性光学材料、光致变色材料和活细胞中金属离子检测等方面的重要性受到越来越多科研人员的关注,成为越来越多科研工作者进行研究与探索的方向。本论文,以苯并噻唑及其衍生物,苯并咪唑和苯并吲哚啉为原料,与2-羟基-3-甲氧基-5-硝基苯甲醛通过类似羟醛缩合的反应生成了4种不同的螺吡喃化合物。使用核磁(1H NMR、13C NMR)、红外等方法对产物进行了表征。也利用荧光和紫外对其离子检测的应用方面进行了测试。为了能够选择出优良的螺吡喃光致变色材料,以用于光致变色性能研究以及金属离子检测应用,成功的合成出了8’-甲氧基-3-甲基-6’-硝基-螺[苯并噻唑-2,2’-苯并吡喃](SP1),3-苄基-8’-甲氧基-6’-硝基-螺[苯并噻唑-2,2’-苯并吡喃](SP2),两种都含有苯并噻唑以及甲氧基的螺吡喃类化合物,两个化合物在结构上的区别主要是SP2比SP1多了一个苄基官能团。随后对SP1和SP2光致变色性能以及金属离子识别性能进行了实验研究。通过金属离子选择性实验,发现SP1和SP2均能够快速有效的识别三价金属离子铁、铬、铝,并且化合物与金属离子络合之后会褪色,具有良好的裸眼识别效果。通过金属离子抗干扰性实验,发现SP2比SP1抗干扰性能优异,且拟合曲线的线性相关系数更接近于1,表明拟合良好。通过动力学实验,发现SP1与SP2对铁、铬、铝金属离子的响应时间较短,响应迅速,相比之下SP2的响应时间在15 s以内,SP1的响应时间在20 s以内,稍快一点。通过可逆实验,发现SP2化合物有三次以上可逆,SP1化合物有一次以上可逆,SP2螺吡喃化合物比SP1螺吡喃化合物结构更加稳。最后,还以SP2为例将螺吡喃化合物运用于分子逻辑门计算中,将铁、铬、铝与EDTA的加入作为输入信号,最大吸收波长处的吸光度作为输出信号,得到了可以储存或擦除信号的逻辑门电路。总体来看,SP2比SP1对于金属离子的检测效果更好,为了得到具有单一识别三价金属离子的化合物,又设计合成了8’-甲氧基-1,3-二甲基-6’-硝基-螺[苯并咪唑-2,2’-苯并吡喃](SP3)以及2-(8-甲氧基-3’,3’-二甲基-6-硝基-螺[吡喃-2,2’-吲哚]-1’-基)乙-1-醇(SP4)。将SP1与SP2结构中苯并噻唑的S原子变成N原子与C原子,SP3依然是识别金属离子铁、铬、铝,但SP4可以很好的识别铁离子和铬离子,对铝离子没有识别效果,SP4的合成为后面继续探究具有单一识别三价金属离子功能的化合物奠定了基础。

鲍炳炜[6](2021)在《基于螺吡喃类染料的光致变色纺织品的制备与性能研究》文中认为随着社会的发展、科技的进步以及人们消费能力的提高,人们对纺织品的期望不仅是具有传统意义上的防寒、保暖等功能,还要求其具有一些独特的智能响应性能。智能纺织品是一类对外界刺激具有感知并做出反应的智能型织物,它将传统意义上的织物与生物、化学、数码电子等领域以物理或化学等方法进行结合,赋予织物一系列功能。光致变色纺织品也是一种智能纺织品,因其可以在光的刺激下转变为不同颜色的优异性能,受到了相关领域的研究者们的日益增长的关注。本课题拟采用共价接枝及涂层附着的方式将螺吡喃类染料与织物进行结合从而制备性能优异的光致变色纺织品。本论文中,首先采用化学方法合成了两种不同结构的螺吡喃化合物,并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外可见吸收光谱(UV Spectrum)以及核磁共振氢谱(1HNMR)来检验合成产物的结构,测试结果证明合成产物确是我们所需的光致变色染料。之后将合成出的光致变色螺吡喃染料通过接枝和涂层的方法结合到棉织物上,制备了性能优异的光致变色棉纺织品。(1)对合成的双键螺吡喃(双环[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸,2-(3’,3’-二甲基-6-硝基螺[2H-1-苯并吡喃-2,2’-[2H]吲哚]-1’(3’H)-基)乙酯)采用巯基-烯“点击化学”反应在织物与双键螺吡喃之间构筑了共价键。首先对棉织物进行硅烷偶联剂改性,得到富含巯基的改性棉织物,再利用巯基-烯的原理成功制备了接枝光致变色纺织品。光致变色纺织品均具有较好的光响应能力,接枝光致变色纺织品可以在4 min时达到最大颜色变化,具有良好的光学疲劳性以及优异的水洗牢度。(2)合成了以1-(2-羟乙基)-3,3-二甲基吲哚啉-6’-硝基苯并螺吡喃封端的水性聚氨酯。然后,利用螺吡喃封端的水性聚氨酯自身具有的粘性,将其涂覆于棉织物上,制备得到了性能优良的涂层光致变色纺织品。此外,对上述的两种光致变色纺织品进行了性能探究,测试结果表明,涂层法制备的光致变色纺织品呈现出更为优异的响应性。在颜色性能方面,接枝光致变色纺织品呈现出更为明显的颜色变化,色差可达到52,紫外吸收光谱上吸收值的变化也从另一方面佐证了这一点。除此之外,两种方法制备的光致变色织物的都具有优异的抗光学疲劳性,在经历20次变色褪色循环后,其光致变色性能仅下降了13%左右。另外水洗牢度测试结果表明,两种光致变色织物在经过5次水洗后,其牢度只是略有下降。抗紫外线性能测试结果表明,两种光致变色织物能够大幅度降低紫外线的透过率,从而提升织物的防紫外线性能。

庾慧[7](2020)在《螺吡喃化合物中ESIPT及正、逆光致变色研究》文中研究表明螺吡喃分子因其独特光致变色性质,在各个领域的研究取得大量突破,但现有的螺吡喃研究仍然存在一些缺陷,如大部分螺吡喃分子开环体结构不稳定,荧光强度低且耐疲劳性较差,限制了其在荧光分子开关领域的应用。为了解决这些问题,我们尝试在螺吡喃分子中引入羟基黄酮结构扩大共轭体系,并关注其ESIPT的荧光性质,研究醛基羧基螺吡喃正、逆光致变色特点,并制备螺吡喃钙纳米复合材料,改善其变色性能,拓宽其应用范围。主要的工作包括以下部分:(1)以2-羟基-5-甲基-1,3-苯二甲醛为原料与羟基苯乙酮经查尔酮氧化关环(AFO)合成法得到羟基黄酮,再将羟基黄酮与不同的吲哚啉分子缩合得到一系列黄酮螺吡喃化合物。包括3-羟基-2-(1’,3’,3’,6-四甲基螺[苯并吡喃-2,2’-二氢吲哚]-8-)-4H-苯并吡喃-4-酮(SPHF),8-(3-羟基-4-氧-4H-苯并吡喃-2-)-1’,3’,3’,6-四甲基螺[苯并吡喃-2,2’-二氢吲哚]-5’-羧酸(1SPHF)和8-(3-羟基-4-氧-4H-苯并吡喃-2-)-1’,3’,3’,6-四甲基螺[苯并吡喃-2,2’-二氢吲哚]-4’,6’-二羧酸酸(2SPHF)。另外,以2-羟基-5-甲基-1,3-苯二甲醛与不同的吲哚啉的合成一系列醛基螺吡喃,1’,3’,3’,6-四甲基螺[苯并吡喃-2,2’-二氢吲哚]-8-甲醛(FSP),8-甲酰基-1’,3’,3’,6-四甲基螺[苯并吡喃-2,2’-二氢吲哚]-5’-羧酸(SC-FSP)和8-甲酰基-1’,3’,3’,6-四甲基螺[苯并吡喃-2,2’-二氢吲哚]-4’,6’-二羧酸(DC-FSP)。通过红外吸收光谱、高分辨质谱、核磁共振谱对这些化合物的结构进行表征鉴定。(2)对一系列黄酮螺吡喃的荧光光谱进行研究,发现螺吡喃开环部花菁体(MC)在固态中发荧光,吲哚啉上的羧基减弱其荧光强度,溶液中主要表现螺吡喃闭环体(SP)的荧光,若发生开环则荧光减弱或猝灭。黄酮螺吡喃结构更倾向于发生ESIPT,SPHF、1SPHF仅表现出一个荧光峰(T*),但双羧基对ESIPT的抑制作用增强了N*峰,使2SPHF表现两个荧光峰(N*和T*)。溶剂或光照能影响螺吡喃开闭环状态,进而影响其荧光强度。酸使其荧光淬灭,而碱性溶液中增强荧光并强化质子溶剂中的双荧光现象。研究螺吡喃的配位作用,发现荧光变化主要与金属价电子层及配合物分子的刚性相关,含有未填满的外层d轨道金属离子(如Fe3+、Cu2+)配位后荧光减弱甚至猝灭,Zn2+、Mg2+配合物增加分子刚性能使螺吡喃荧光增强。镧系金属中4f层价电子全空、半空、全满的La3+、Gd3+、Lu3+配合物发出不同波长的荧光,甚至能增强配体荧光,其余镧系金属配合物均表现出荧光猝灭。因而,黄酮螺吡喃对La3+、Gd3+、Lu3+镧系金属离子具有较好的识别能力。(3)研究溶剂、水、p H等因素对DC-FSP醛基螺吡喃光致变色的影响,发现它们都是通过改变两种双稳态的能量高低从而改变光致变色方向。有机溶剂中,螺吡喃主要稳定在闭环状态,发生正光致变色。加入水、酸、碱均能降低MC的能量,从而增加溶液中MC比例,当MC能量低于SP即发生逆光致变色现象,如FSP的酸性Et OH溶液,及FSP、DC-FSP的Et OH(50%)溶液。吲哚啉上的羧基会降低溶液中MC的稳定性。无溶剂干扰的DC-FSP磷酸钙纳米复合材料的表现出良好的正光致变色现象,具有可塑性强、操作简单、成本低廉等优势。

贾剑[8](2020)在《羧基螺吡喃-光致变色微胶囊的制备及在疏水防伪纸中的应用研究》文中进行了进一步梳理有机光致变色材料因其色泽鲜艳、变色灵敏等特点而在智能纸制包装、纺制品及防伪材料等领域具有广阔的应用前景。但这类材料的光致变色分子不稳定,易受到外部环境的影响,导致其抗疲劳性差,从而制约了其应用发展。微胶囊技术可改善变色材料的外部环境,减少光致变色分子与外界的接触机会而延长其使用寿命,同时采取一定的控制手段,还可使光致变色分子实现立即释放、定时释放或长期释放等特性,以实现功能多样化,扩大其应用前景。本论文首先采用Fisher碱与水杨醛衍生物进行羟醛缩合的方法合成了光致变色的羧基螺吡喃衍生物(SPCOOH)。随后,以含有SPCOOH的光致变色复合物(Photochromic compound,PC)作芯材,三聚氰胺-尿素-甲醛(Melamine-urea-formaldehyde,MUF)预聚物作为壁材,苯乙烯-马来酸酐共聚物(Styrene-maleic anhydride,SMA)为乳化剂,成功制备出光致变色PC微胶囊,并将其应用于疏水防伪纸领域。本论文探索和改进了有机光致变色分子的稳定性,拓宽了光致变色材料的应用领域,对光致变色防伪纸的开发及应用具有一定的参考价值,其主要研究结果如下:(1)采用Fisher碱与水杨醛衍生物进行羟醛缩合的方式合成了SPCOOH,探究了溶液介质对SPCOOH光致变色特性的影响,分析了SPCOOH在不同溶剂中的消光过程动力学。结果表明,SPCOOH在溶液中的消光过程符合一级动力学方程,SPCOOH在不同溶剂中的消光速率:氯仿>乙酸乙酯>丙酮。(2)在此基础上,以含SPCOOH的PC为芯材,部分醚化的MUF树脂为壁材,通过原位聚合法制备了含SPCOOH的光致变色PC微胶囊。研究了不同工艺参数对PC微胶囊的表面微观形态、粒径、变色特性以及抗疲劳性能的影响。通过仔细分析乳化剂含量、乳化时间、壁-核比,初始p H值和PC芯材中SPCOOH浓度等因素对PC微胶囊制备工艺的影响,确定了最佳工艺合成条件为:乳化剂为3.0 wt%,乳化时间为12 min,初始p H值为5.6,壁-核比为4:3,芯材中SPCOOH的浓度为0.452 wt%。研究结果表明,初始p H值和壁-核比对PC微胶囊的表面微观形貌和变色性能影响极大。紫外光照射后,PC微胶囊的色差值ΔE*达到22.3,在循环照射16个周期后,PC微胶囊的色差ΔE*趋于稳定,经过30次耐光疲劳循环后色差值仅降低4.08,在最佳条件下合成的PC微胶囊具有良好的耐光疲劳性、光响应性和光可逆循环特性。(3)以PC微胶囊、十六烷基三甲基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、氨水和无水乙醇的混合物为涂料,采用喷涂的方式将其附着在滤纸上,制备出具有超疏水性的防伪纸。探究了喷涂量和PC微胶囊浓度对疏水防伪纸的微观表面、疏水性、透气度、不透明度、干湿拉伸强度以及光致变色性能的影响。研究表明,在喷涂量为12.5 m L,PC微胶囊浓度为12 g/L时,制备的疏水防伪纸具有优良的变色性能、疏水性能和物理性能。本论文的研究成果对拓宽光致变色材料的功能化应用提供了一条新的途径。

董舜尧[9](2019)在《利用光致变色材料对有机颜料进行改性研究》文中进行了进一步梳理光致变色材料被广泛应用于光学仪器材料、图像显示、可变光密度的滤光、光信息存储、摄影模板和光控开关等领域。现今对有机光致变色材料的研究主要集中在螺吡喃、螺恶嗪、俘精酸酐、二芳基乙烯和其他相关有机杂环化合物上。微胶囊化技术被广泛运用于食品、印染、涂料、油墨、阻燃剂、石油化工、生物医药等多个领域。本文研究了将光致变色材料与有机颜料结合,通过微胶囊化工艺,制备具有光致变色性能的有机颜料微胶囊的课题。研究分为三个部分:第一部分是六芳基二咪唑类和螺吡喃类光致变色材料的合成和表征。六芳基二咪唑类光致变色材料通过咪唑环合反应和氧化反应制得,分别合成得到2,2’-二(4-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑和2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑,即HABI1和HABI2,产率分别为89.8%和85.9%。螺吡喃类光致变色材料通过Fischer吲哚合成反应等分别合成得到1-(3-氯-2-羟丙基)-3’,3’-二甲基(2H-5-氯-苯丙螺吡喃-2’,2’’-吲哚)和1-(3-氯-2-羟丙基)-3’,3’-二甲基(2H-5-溴-3-硝基-苯丙螺吡喃-2’,2’’-吲哚),即SP1和SP2产率分别为48.0%和59.1%。用红外吸收光谱以及氢核磁共振波谱对四种光致变色材料进行结构表征。第二部分是选用金光红有机颜料为原料,分别用两种不同的乳液聚合方法:界面聚合法和原位聚合法来探索制备微胶囊的工艺条件。对于螺吡喃类化合物,主要采用原位聚合法,以蜜胺树脂作为微胶囊的囊壁,以邻苯二甲酸二辛酯作为微胶囊的囊芯材料,以OP-10作为乳化剂,主要研究了乳化均质作用过程中的均质转速和乳化时间以及芯材壁材比对制备的微胶囊性能的影响。对于六芳基二咪唑化合物,主要采用界面聚合法,以异佛尔酮二异氰酸酯和二乙烯三胺作为聚合单体,以邻苯二甲酸二辛酯和乙酸丁酯为芯材,研究芯材种类、光致变色材料与有机颜料配比、乳化剂选择等对制备的微胶囊性能的影响。通过探索试验,最终确定了制备光致变色微胶囊的相对最优工艺条件。第三部分是根据所确定的微胶囊制备工艺,选用其他有机颜料酞菁蓝、酞菁绿、联苯胺黄作为原料,合成共计22种光致变色材料改性的有机颜料微胶囊,并对微胶囊的结构组成进行表征和性能的测试。其中,包括测试有机颜料微胶囊的红外吸收光谱、囊芯含量、粒径分布和光致变色性能等。由实验结果得到,不同微胶囊化工艺得到的微胶囊的性能有很大差别。界面聚合法制得的微胶囊的平均粒径为124.1μm,粒径分布较窄,囊芯含量为60.6%;而原位聚合法制得的微胶囊的平均粒径为153.7μm,粒径分布较宽,囊芯含量为40.8%。

高红旗[10](2017)在《磺酸基螺吡喃及其磺酰叠氮化合物的合成、结构与光学性能研究》文中研究说明螺吡喃化合物及其衍生物的光致变色性质因其可潜在应用于生物传感、液态晶体组件、分子开关和光学数据存储等诸多领域而受到越来越广泛的关注。然而目前已报道的关于螺吡喃化合物的研究主要呈现出正光致变色,对逆光致变色性质的研究则很少,其抗疲劳性也不尽如人意,从而大大限制了螺吡喃化合物及其衍生物材料在实际生活中的应用,因此研究螺吡喃化合物的逆光致变色性质和提高化合物的抗疲劳性具有重要的科学意义和潜在的应用价值。有机叠氮化合物含有叠氮基高能活性官能团,是一类重要的有机合成中间体,已广泛应用于有机合成、化学生物学、功能材料及临床医药等领域。本论文基于螺吡喃配体研究的前期积累,提出了在结构稳定的吲哚啉结构上引入磺酸基官能团,合成了一系列新型的螺吡喃逆光致变色材料,再将其进行叠氮化反应,合成了一系列新型磺酰叠氮化合物,并通过理论计算和实验相结合对其结构与光谱性能进行研究,为进一步研发该类荧光探针材料打下基础。全文共分为四个部分,内容概要如下:论文第一部分对逆光致变色的化合物、逆光致变色的螺吡喃化合物、磺酰叠氮螺吡喃化合物及应用作了详尽的概述,并且提出了研究方向和思路。论文第二部分设计合成了一系列新型磺酸基螺吡喃衍生物。以1,3,3-三甲基-2-亚甲基吲哚啉为原料,经过磺化、成盐及Fischer缩合等三步反应,合成了1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酸(SSP)、6-甲基-1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酸(SSP-CH3)、6-硝基-1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酸(SSP-NO2)、6-氯-1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酸(SSP-C1)、5-甲氧基-1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酸(f-SSP-OCH3)、6-甲氧基-1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酸(p-SSP-OCH3)、7-甲氧基-1 ’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酸(m-SSP-OCH3)、8-甲氧基-1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酸(o-SSP-OCH3)八种磺酸基螺吡喃化合物,并用核磁共振氢谱(1H NMR)、红外光谱(IR)和碳谱(13CNMR)等方法对化合物进行充分的表征。另外,对所合成的磺酸基螺吡喃进行单晶培养,并利用X射线单晶衍射仪对其晶体结构进行研究。论文第三部分设计合成了一系列新型磺酰叠氮螺吡喃,并利用其进行还原检测。分别以SSP、SSP-CH3、SSP-N02为原料,经过叠氮化反应合成了 1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酰叠氮(SSP-N3)、6-甲基-1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酰叠氮(SSP-CH3-N3)、6-硝基-1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酰叠氮(SSP-N02-N3)三种磺酰叠氮螺吡喃化合物,再分别对其进行还原,合成了相应的磺酰胺螺吡喃,即1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酰胺(SSP-NH2)、6-甲基-1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酰胺(SSP-CH3-NH2)、6-硝基-1’,3’,3’-三甲基螺[苯并吡喃-2,2’-吲哚]-6’-磺酰胺(SSP-N02-NH2)。并用核磁共振氢谱(1H NMR)和红外光谱(IR)等方法进行表征,同时通过理论与实验相结合,运用Gaussian量子化学计算程序包,采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法和6-31+G(d,p)基组水平,分别对合成的化合物的几何结构进行优化,对红外吸收光谱吸收峰进行准确的归属,进一步验证所合成化合物与理论相符。为了研究所合成的磺酸基螺吡喃化合物的光学性能,第四部分利用紫外可见吸收光谱对其进行研究。结果表明其在溶液中具有良好的逆光致变色现象,变色过程可逆、可重复多次、性质稳定,耐疲劳程度也大大增强。同时也通过紫外可见吸收光谱对磺酰叠氮螺吡喃化合物的光学性质与磺酸化合物进行了对比研究,并对两类化合物开闭环的前线轨道电子组态进行计算分析,从理论上验证了两者之间规律。

二、光致变色螺吲哚啉苯并吡喃的合成(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、光致变色螺吲哚啉苯并吡喃的合成(论文提纲范文)

(1)含螺恶嗪或螺吡喃结构的新型光致变色材料的制备与性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 螺恶嗪类光致变色化合物合成进展
        1.2.1 螺恶嗪类化合物的合成路线
        1.2.2 含螺恶嗪的双光致变色体系的合成
        1.2.3 螺恶嗪聚合物的合成
        1.2.4 水溶性螺恶嗪的合成
        1.2.5 微波、超声技术在螺恶嗪合成中的应用
    1.3 螺吡喃类光致变色化合物合成进展
        1.3.1 螺吡喃类化合物的合成路线
        1.3.2 双螺吡喃化合物的合成
        1.3.3 多螺吡喃化合物的合成
        1.3.4 螺吡喃聚合物的合成
        1.3.5 水溶性螺吡喃的合成
        1.3.6 微波、超声技术在螺吡喃合成中的应用
    1.4 论文的主要研究内容
    1.5 研究的创新点
2 实验材料与仪器
    2.1 实验材料
    2.2 仪器设备
3 羟基螺恶嗪SO-OH及其丙烯酸酯SOA的合成与光致变色研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 羟基螺恶嗪SO-OH的合成
        3.2.2 螺恶嗪丙烯酸酯SOA的合成
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构表征
        3.3.2 光致变色性能研究
        3.3.3 反应机理与合成优化
    3.4 小结
4 羟基螺吡喃SP-OH及其丙烯酸酯SPA的合成与光致变色研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 羟基螺吡喃SP-OH的合成
        4.2.2 螺吡喃丙烯酸酯SPA的合成
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 结构表征
        4.3.2 光致变色性能研究
        4.3.3 反应机理与合成优化
    4.4 小结
5 含螺恶嗪基团的羧甲基纤维素CMC-g-SOA制备与光致变色研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 CMC-g-SOA制备
        5.2.2 CMC-g-SOA结构表征与水溶性测试
        5.2.3 CMC-g-SOA光致变色性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 CMC-g-SOA制备反应机理及结构推测
        5.3.2 CMC-g-SOA结构确认
        5.3.3 CMC-g-SOA光致变色性能研究
        5.3.4 CMC-g-SOA光致变色机理探讨
    5.4 小结
6 含螺恶嗪基团的硝化纤维素NC-g-SOA制备与光致变色研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 NC-g-SOA制备
        6.2.2 NC-g-SOA固体薄膜制备
        6.2.3 NC-g-SOA结构表征
        6.2.4 NC-g-SOA光致变色性能测试
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 NC-g-SOA制备反应机理与结构推测
        6.3.2 NC-g-SOA结构确认
        6.3.3 NC-g-SOA光致变色性能研究
        6.3.4 NC-g-SOA光致变色机理探讨
    6.4 小结
7 含螺吡喃基团的羧甲基甲壳素CMCH-g-SPA制备与光致变色研究
    7.1 引言
    7.2 实验部分
        7.2.1 CMCH-g-SPA制备
        7.2.2 CMCH-g-SPA结构表征与水溶性测试
        7.2.3 CMCH-g-SPA光致变色性能测试
    7.3 结果与讨论
        7.3.1 CMCH-g-SPA制备反应机理与结构推测
        7.3.2 CMCH-g-SPA结构确认
        7.3.3 CMCH-g-SPA光致变色行为研究
        7.3.4 CMCH-g-SPA光致变色机理探讨
    7.4 小结
8 结论
致谢
参考文献
附录
在读期间主要研究成果

(2)光致变色螺吡喃/螺嗪及金属Pt(Ⅱ)衍生物的光物理及自组装性质(论文提纲范文)

提要
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 光致变色化合物
        1.1.1 光致变色的概念
        1.1.2 常见光致变色化合物的种类
        1.1.3 螺吡喃/螺嗪类化合物的研究进展
    1.2 溶液中的超分子自组装
        1.2.1 超分子及分子自组装的概念
        1.2.2 两亲性化合物自组装
        1.2.3 超分子自组装的刺激响应性
    1.3 i Pt(Ⅱ)配位化合物及自组装
        1.3.1 光物理概念及过渡金属配合物
        1.3.2 i Pt(Ⅱ)配合物及自组装
        1.3.3 螺吡喃/螺嗪配体及其金属配合物
    1.4 论文选题思路
    参考文献
第二章 烷基链修饰螺吡喃衍生物的光调控两亲性及溶液自组装
    2.1 目标化合物的合成及表征
        2.1.1 表征方法及测试仪器
        2.1.2 实验药品及溶剂
        2.1.3 合成及表征
    2.2 目标化合物的晶体结构及基本光物理性质
        2.2.1 目标化合物的晶体结构
        2.2.2 目标化合物的基本光物理性质
        2.2.3 理论计算与研究
    2.3 目标化合物的褪色反应动力学
    2.4 目标化合物的溶液自组装性质
        2.4.1 光谱变化
        2.4.2 非共价作用(NCI)研究
        2.4.3 形貌变化
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 含三乙二醇链螺吡喃衍生物的光致变色及溶液组装性质
    3.1 目标化合物的合成及表征
        3.1.1 表征方法及测试仪器
        3.1.2 实验药品及溶剂
        3.1.3 合成及表征
    3.2 目标化合物的基本光物理性质
        3.2.1 目标化合物的基本光物理性质
        3.2.2 理论计算与研究
    3.3 目标化合物的褪色反应动力学
    3.4 溶剂诱导开环现象
    3.5 紫外光可调节的混合溶剂自组装行为
        3.5.1 光谱变化
        3.5.2 形貌研究
    3.6 本章小结
    参考文献
第四章 含螺吡喃/螺嗪-联吡啶配体Pt(Ⅱ)配合物的光致变色、溶液组装及发光性质
    4.1 目标配合物的合成及表征
        4.1.1 表征方法及测试仪器
        4.1.2 实验药品及溶剂
        4.1.3 合成及表征
    4.2 目标配合物的基本光物理性质
        4.2.1 电子吸收光谱和发射光谱
        4.2.2 光致变色反应敏化MLCT发光增强
    4.3 目标配合物的褪色反应动力学
    4.4 目标配合物的溶液自组装行为
        4.4.1 配合物4.1-4.6的溶液自组装
        4.4.2 配合物4.7,4.8的溶液自组装
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 结论
附录
作者简历
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢

(3)基于微胶囊技术的光致变色织物的制备及性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光致变色材料概述
        1.2.1 光致变色定义
        1.2.2 光致变色材料的分类
    1.3 微胶囊技术概述
        1.3.1 微胶囊技术的发展历程
        1.3.2 微胶囊的定义及分类
        1.3.3 微胶囊的制备方法
    1.4 光致变色纺织品概述
        1.4.1 光致变色材料在纺织品上的直接应用
        1.4.2 光致变色材料在纺织品上的间接应用
    1.5 课题意义及方法
        1.5.1 研究目的与意义
        1.5.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验材料
    2.2 实验试剂
    2.3 实验仪器与设备
    2.4 实验内容
        2.4.1 光致变色化合物的合成
        2.4.2 光致变色微胶囊的制备
        2.4.3 涂层法制备光致变色棉织物
        2.4.4 静电层层自组装法制备光致变色棉织物
    2.5 性能测试与表征
        2.5.1 紫外-可见光谱测试(UV-Vis)
        2.5.2 红外光谱测试(FT-IR)
        2.5.3 核磁共振氢谱与碳谱测试(~1H-NMR& ~(13)C-NMR)
        2.5.4 粒径分布测试
        2.5.5 扫描电子显微镜测试(SEM)
        2.5.6 光致变色性能测试
        2.5.7 表观色深值以及颜色特征值测试
        2.5.8 静态水接触角测试
        2.5.9 防污性能测试
        2.5.10 组装过程中织物样表面电荷变化的表征
        2.5.11 紫外防护性能测试
        2.5.12 断裂强力测试
        2.5.13 水洗牢度测试
第三章 结果与讨论
    3.1 目标光致变色螺吡喃化合物的表征
        3.1.1 螺吡喃化合物的UV表征
        3.1.2 螺吡喃化合物的FT-IR表征
        3.1.3 螺吡喃化合物的~1H-NMR和 ~(13)C-NMR表征
    3.2 光致变色微胶囊的表征
    3.3 光致变色织物的表征
        3.3.1 涂层法制备光致变色织物的表征
        3.3.1.1 光致变色疏水涂层棉织物的表征
        3.3.1.2 光致变色疏水涂层棉织物的颜色特征分析
        3.3.1.3 光致变色疏水涂层棉织物的光致变色性能分析
        3.3.1.4 光致变色疏水涂层棉织物的水洗牢度测试及表征
        3.3.2 静电层层自组装法制备光致变色织物的表征
        3.3.2.1 自组装光致变色棉织物的形貌与增重率分析
        3.3.2.2 红外光谱分析
        3.3.2.3 光致变色棉织物组装过程中的电荷变化分析
        3.3.2.4 自组装棉织物的光致变色性能测试
        3.3.2.5 自组装棉织物的紫外防护性能测试
        3.3.2.6 织物的机械性能测试
        3.3.2.7 自组装光致变色棉织物的水洗牢度测试
第四章 结论
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢

(4)新型螺吡喃类光致变色材料的合成及其性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1.研究背景及意义
    1.1 光致变色现象和光致变色材料
        1.1.1 光致变色现象
        1.1.2 光致变色材料
    1.2 螺吡喃类光致变色材料
        1.2.1 螺吡喃类光致变色材料简介
        1.2.2 螺吡喃类化合物在金属离子检测中的应用
        1.2.3 螺吡喃类化合物在pH检测中的应用
        1.2.4 螺吡喃类化合物在分子张力探测方面的应用
        1.2.5 螺吡喃类化合物在多种刺激响应灵敏材料中的应用
    1.3 课题的提出
    1.4 研究目标和研究内容
        1.4.1 目标化合物和材料的分子结构设计
        1.4.2 螺吡喃类小分子化合物探针分子的结构设计
        1.4.3 含有螺吡喃的聚合物类多重响应性灵敏材料的结构设计
2.实验部分
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂和材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 螺吡喃分子探针的合成
        2.2.1 取代水杨醛中间体化合物的合成
        2.2.2 1-(3-氯-2-羟丙基)-2',3',3'-三甲基-3H-吲哚季铵盐的合成
        2.2.3 螺吡喃化合物的合成
        2.2.4 香豆素的合成
    2.3 含螺吡喃和香豆素的聚合物C和D的合成
        2.3.1 聚合物C的合成
        2.3.2 聚合物D的合成
    2.4 螺吡喃分子探针的光谱测试
        2.4.1 分子探针母液的配制
        2.4.2 金属离子母液的配制
        2.4.3 pH母液的配制
        2.4.4 20μM的 SP2、SP6 和聚合物C溶液的配制
        2.4.5 20μM的 SP2(DMF/H_2O, 9 :1)、SP6(Et OH/H_2O, 9:1)和聚合物C(DMF/H_2O,1:9)溶液的配制
        2.4.6 不同测试要求下溶液的配制
    2.5 紫外吸收光谱的测定
    2.6 荧光发射光谱的测定
3.结果与讨论
    3.1 目标产物的结构表征
        3.1.1 化合物SP2 的结构表征
        3.1.2 化合物SP3 的结构表征
        3.1.3 化合物SP6 的结构表征谱图
    3.2 螺吡喃化合物SP2 的光学性能研究
        3.2.1 螺吡喃SP2 在不同溶剂中的荧光光谱研究
        3.2.2 螺吡喃SP2对Fe~(3+)的识别性能研究
        3.2.3 螺吡喃SP2 检测pH性能研究
        3.2.4 螺吡喃SP2 检测Fe~(3+)的最低检测限
    3.3 螺吡喃化合物SP6 的光学性能研究
        3.3.1 螺吡喃SP6 识别Fe~(2+)的选择性研究
        3.3.2 探针SP6 识别Fe~(2+)的抗干扰能力测试
        3.3.3 浓度对探针SP6 检测Fe~(2+)的影响
        3.3.4 探针SP6 检测Fe~(2+)的最低检测限
        3.3.5 pH对探针SP6 识别Fe~(2+)的影响
        3.3.6 螺吡喃SP6 检测pH性能研究
        3.3.7 探针SP6 识别Fe~(2+)的机理研究
    3.4 螺吡喃-丙烯酸丁酯-香豆素三元聚合物C的表征及性能研究
        3.4.1 聚合物C的分子量和溶解性
        3.4.2 聚合物C在不同溶剂中的荧光光谱
        3.4.3 聚合物C对 Fe~(3+)和Fe~(2+)的识别性能研究
        3.4.4 聚合物C研究小结
4.总结
参考文献
致谢
附录一 本文合成化合物一览表
附录二 本文合成的部分新化合物谱图

(5)螺吡喃小分子荧光探针的合成及其金属离子识别性能的研究(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 光致变色现象
        1.2.1 光致变色材料
        1.2.2 有机光致变色
        1.2.3 有机光致变色的应用
    1.3 螺吡喃类化合物
        1.3.1 螺吡喃类光致变色的研究现状及机理分析
        1.3.2 螺吡喃类化合物光致变色性能的影响因素
        1.3.3 螺吡喃类化合物的应用
    1.4 本论文的主要研究工作
2 苯并噻唑类螺吡喃化合物的合成及其性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 合成步骤
        2.2.3 溶液的制备
        2.2.4 螺吡喃光致变色性能的研究
        2.2.5 螺吡喃对金属离子识别性能的研究
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 SP1-2 光致变色性能的研究
        2.3.2 SP1-2 对金属离子检测性能的研究
        2.3.3 SP1-2对Fe~(3+),Cr~(3+)和Al~(3+)的滴定实验
        2.3.4 SP1-2 的离子抗干扰实验
        2.3.5 SP1-2对Fe~(3+),Cr~(3+)和Al~(3+)的检测限和响应时间的研究
        2.3.6 SP1-2与Fe~(3+),Cr~(3+)和Al~(3+)的可逆性能研究
        2.3.7 SP1-2与Fe~(3+),Cr~(3+)和Al~(3+)的络合形态研究
        2.3.8 试纸检测
        2.3.9 实际应用
    2.4 本章小结
3 苯并咪唑类螺吡喃化合物的合成及其性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂与仪器
        3.2.2 合成步骤
        3.2.3 溶液的制备
        3.2.4 螺吡喃对金属离子识别性能的研究
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 SP3 对金属离子检测性能的研究
        3.3.2 SP3对Fe~(3+),Cr~(3+)和Al~(3+)的滴定实验
        3.3.3 SP3 的离子抗干扰实验
        3.3.4 SP3对Fe~(3+),Cr~(3+)和Al~(3+)的检测限和响应时间的研究
        3.3.5 SP3与Fe~(3+),Cr~(3+)和Al~(3+)的可逆性能研究
        3.3.6 SP3与Fe~(3+),Cr~(3+)和Al~(3+)的络合形态研究
        3.3.7 试纸检测
    3.4 本章小结
4 苯并吲哚啉类螺吡喃化合物的合成及其性能的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂与仪器
        4.2.2 合成步骤
        4.2.3 溶液的制备
        4.2.4 螺吡喃对金属离子识别性能的研究
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 SP4 对金属离子检测性能的研究
        4.3.2 SP4对Fe~(3+),Cr~(3+)的滴定实验
        4.3.3 SP4 的离子抗干扰实验
        4.3.4 SP4对Fe~(3+),Cr~(3+)的检测限和响应时间的研究
        4.3.5 SP4与Fe~(3+),Cr~(3+)的可逆性能研究
        4.3.6 SP4与Fe~(3+),Cr~(3+)的络合形态研究
        4.3.7 试纸检测
    4.4 本章小结
5 结论与展望
参考文献
附录
攻读学位期间研究成果
致谢

(6)基于螺吡喃类染料的光致变色纺织品的制备与性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光致变色概论
        1.2.1 光致变色材料发展历史
        1.2.2 光致变色现象
        1.2.3 光致变色材料的分类及机理
        1.2.4 光致变色材料的应用
    1.3 螺吡喃光致变色化合物的研究概论
    1.4 本论文的选题意义及研究内容
第二章 点击化学接枝法构筑光致变色纺织品的研究
    2.1 实验基材和试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 实验内容
        2.3.1 接枝法光致变色织物的制备
    2.4 性能测试与表征
        2.4.1 傅里叶红外光谱(FTIR)
        2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.4.3 核磁共振氢谱(~1H-NMR)
        2.4.4 紫外吸收光谱(UV)
        2.4.5 拉曼光谱(Roman)
        2.4.6 光致变色织物的颜色变化表征
        2.4.7 接枝光致变色织物的接枝率
        2.4.8 光致变色性能
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 光致变色化合物的合成表征
        2.5.2 光致变色织物的制备及性能表征
    2.6 本章小结
第三章 羟基螺吡喃封端水性聚氨酯涂层法制备光致变色纺织品的研究
    3.1 实验基材和试剂
    3.2 实验仪器
    3.3 涂层法光致变色织物的制备
        3.3.1 1-(2-羟乙基)-3,3-二甲基吲哚啉-6'-硝基苯并螺吡喃封端水性聚氨酯的合成
        3.3.2 涂层光致变色纺织品的制备
    3.4 性能测试与表征
        3.4.1 傅里叶红外光谱(FTIR)
        3.4.2 扫描电子显微镜(SEM)
        3.4.3 核磁共振氢谱(~1H-NMR)
        3.4.4 紫外吸收光谱(UV)
        3.4.5 热重分析(TGA)
        3.4.6 光致变色织物的颜色变化表征
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 1-(2-羟乙基)-3,3-二甲基吲哚啉-6'-硝基苯并螺吡喃的表征分析
        3.5.2 羟基螺吡喃封端水性聚氨酯的表征分析
        3.5.3 涂层法光致变色纺织品的表征分析
    3.6 本章小结
第四章 结论
参考文献
攻读硕士期间研究成果
致谢

(7)螺吡喃化合物中ESIPT及正、逆光致变色研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 光致变色材料
        1.1.1 光致变色材料概述
        1.1.2 光致变色材料的应用
    1.2 螺吡喃类光致变色材料
        1.2.1 螺吡喃化合物概述
        1.2.2 螺吡喃化合物的稳定性和耐疲劳性
        1.2.3 螺吡喃的磁性质
        1.2.4 螺吡喃的配位作用
        1.2.5 螺吡喃的亲核加成作用
        1.2.6 螺吡喃的静电空间作用
        1.2.7 螺吡喃复合材料
    1.3 分子内质子转移
        1.3.1 黄酮醇化合物中的ESIPT
        1.3.2 螺吡喃化合物中的ESIPT
    1.4 课题提出的目的和主要内容
第2章 螺吡喃类化合物的合成与表征
    2.1 引言
    2.2 实验仪器与试剂
        2.2.1 实验主要试剂
        2.2.2 实验主要仪器
    2.3 螺吡喃化合物的合成
        2.3.1 醛基黄酮中间体的合成
        2.3.2 螺吡喃黄酮化合物的合成
        2.3.3 醛基螺吡喃化合物的合成
    2.4 化合物的谱学表征
        2.4.1 红外光谱分析
        2.4.2 核磁氢谱共振分析
        2.4.3 核磁碳谱共振分析
    2.5 本章小结
第3章 黄酮螺吡喃化合物的荧光性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验仪器与试剂
        3.2.1 实验主要试剂
        3.2.2 实验主要仪器
    3.3 固体状态荧光性能研究
    3.4 溶液中荧光性能研究
        3.4.1 溶剂对荧光性能的影响
        3.4.2 水对荧光性能的影响
        3.4.3 pH对荧光性能的影响
        3.4.4 光致开闭环对荧光性能的影响
        3.4.5 金属离子对荧光性能的影响
        3.4.6 镧系稀土离子对荧光性能的影响
    3.5 本章小结
第四章 螺吡喃光致变色研究及其钙纳米复合材料
    4.1 引言
    4.2 实验仪器与试剂
        4.2.1 实验主要试剂
        4.2.2 实验主要仪器
    4.3 醛基螺吡喃化合物溶液中光致变色研究
        4.3.1 溶剂对光致变色的影响
        4.3.2 水对光致变色的影响
        4.3.3 pH对光致变色的影响
        4.3.4 吲哚环羧基对光致变色的影响
    4.4 螺吡喃钙纳米复合材料及其光致变色研究
        4.4.1 制备方法
        4.4.2 光致变色研究
    4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
附录B 化合物谱图
致谢

(8)羧基螺吡喃-光致变色微胶囊的制备及在疏水防伪纸中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 光致变色材料概述
    1.2 光致变色材料分类
        1.2.1 有机光致变色材料
        1.2.2 无机光致变色材料
        1.2.3 无机-有机杂化体系变色材料
    1.3 微胶囊技术
        1.3.1 微胶囊的定义与发展历程
        1.3.2 微胶囊的制备方法
        1.3.3 微胶囊技术应用现状
    1.4 光致变色微胶囊
        1.4.1 功能性微胶囊概述
        1.4.2 光致变色微胶囊制备方法和研究现状
    1.5 防伪纸研究进展
        1.5.1 防伪需求背景
        1.5.2 防伪纸的定义
        1.5.3 防伪纸的种类及特点
        1.5.4 纸张防伪技术在我国的发展前景
    1.6 本论文的研究意义和主要内容
        1.6.1 本论文的研究意义
        1.6.2 本论文的主要内容
第二章 羧基螺吡喃化合物的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料与试剂
        2.2.2 仪器与设备
        2.2.3 SPCOOH的合成与制备
        2.2.4 测试与表征
    2.3 结果和讨论
        2.3.1 SPCOOH的结构分析
        2.3.2 SPCOOH的光致变色特性分析
        2.3.3 SPCOOH在溶液中的动力学性质分析
    2.4 本章小结
第三章 光致变色微胶囊的制备及变色性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料与试剂
        3.2.2 仪器与设备
        3.2.3 PC芯材的制备
        3.2.4 MUF预聚物溶液的制备
        3.2.5 SMA溶液的制备
        3.2.6 PC微胶囊的制备
        3.2.7 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 光致变色微胶囊的制备工艺研究
        3.3.2 PC微胶囊的核壳结构表征
        3.3.3 PC微胶囊的红外光谱分析
        3.3.4 PC微胶囊的热力学性能分析
        3.3.5 PC微胶囊的光致变色性能研究
    3.4 本章小结
第四章 基于光致变色PC微胶囊的疏水防伪纸应用研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 原料与试剂
        4.2.2 仪器与设备
        4.2.3 光致变色PC微胶囊的制备
        4.2.4 疏水混合溶液的制备
        4.2.5 疏水防伪纸的制备
        4.2.6 测试与表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 疏水防伪纸的疏水性能分析
        4.3.2 疏水防伪纸的表面形貌分析
        4.3.3 疏水防伪纸的定量分析
        4.3.4 疏水防伪纸的物理性能分析
        4.3.5 疏水防伪纸的色差值变化分析
        4.3.6 疏水防伪纸的变色灵敏性分析
        4.3.7 疏水防伪纸的褪色灵敏性分析
    4.4 本章小结
结论与展望
    结论
    本论文的创新之处
    进一步的研究与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(9)利用光致变色材料对有机颜料进行改性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 研究背景与意义
    1.1 引言
    1.2 光致变色材料概述
        1.2.1 光致变色现象
        1.2.2 光致变色材料研究现状
        1.2.3 光致变色材料的类型
        1.2.4 光致变色材料的应用
    1.3 六芳基二咪唑类化合物概述
        1.3.1 六芳基二咪唑类化合物研究现状
        1.3.2 六芳基二咪唑类化合物的合成工艺
    1.4 螺吡喃类化合物概述
        1.4.1 螺吡喃类化合物研究现状
        1.4.2 螺吡喃类化合物的反应机理
    1.5 微胶囊化技术概述
        1.5.1 微胶囊的应用和主要功能
        1.5.2 微胶囊化的工艺方法
        1.5.3 功能化微胶囊的研究现状
    1.6 本课题的研究意义和研究内容
第2章 结果与讨论
    2.1 合成部分
        2.1.1 六芳基二咪唑类光致变色材料的合成
        2.1.2 螺吡喃类光致变色材料的合成
        2.1.3 光致变色材料改性的有机颜料微胶囊的合成
    2.2 光致变色材料的结构表征
        2.2.1 六芳基二咪唑类光致变色材料的结构表征
        2.2.2 螺吡喃类光致变色材料的结构表征
    2.3 光致变色材料改性的有机颜料微胶囊的结构和光学性能检测
        2.3.1 红外吸收光谱的测试
        2.3.2 囊芯含量的测定
        2.3.3 微胶囊粒径及粒径分布的测定
        2.3.4 微胶囊变色性能的测试
第3章 实验部分
    3.1 实验试剂与仪器
        3.1.1 实验试剂
        3.1.2 实验仪器
    3.2 六芳基二咪唑类光致变色材料的合成
        3.2.1 中间体的合成
        3.2.2 六芳基二咪唑类光致变色材料的合成
    3.3 螺吡喃类光致变色材料的合成
        3.3.1 中间体的合成
        3.3.2 螺吡喃类光致变色材料的合成
    3.4 光致变色改性的有机颜料微胶囊的制备
        3.4.1 界面聚合法制备六芳基二咪唑类光致变色材料改性的有机颜料微胶囊
        3.4.2 原位聚合法制备螺吡喃类光致变色材料改性的有机颜料微胶囊
        3.4.3 光致变色材料改性的其他种类有机颜料微胶囊的制备工艺
    3.5 光致变色有机颜料微胶囊的性能测试
        3.5.1 红外吸收光谱的测试
        3.5.2 囊芯含量的测定
        3.5.3 微胶囊粒径及粒径分布的测定
        3.5.4 微胶囊变色性能的测试
第4章 总结与展望
参考文献
致谢

(10)磺酸基螺吡喃及其磺酰叠氮化合物的合成、结构与光学性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 逆光致变色材料概述
    1.2 螺吡喃逆光致变色材料的应用
        1.2.1 逆光致变色螺吡喃分子中引入金属配位官能团
        1.2.2 逆光致变色的螺吡喃化合物对碱金属离子的识别
        1.2.3 逆光致变色的螺吡喃化合物在其他方面的运用
    1.3 磺酰叠氮化合物的概况
        1.3.1 磺酰叠氮化合物的分解反应
        1.3.2 磺酰叠氮化合物的还原反应
        1.3.3 磺酰叠氮化合物与一些亲核试剂的反应
        1.3.4 磺酰叠氮化合物的环加成反应
        1.3.5 磺酰叠氮化合物与α-取代醛的反应
        1.3.6 磺酰叠氮化合物与硫代酸的反应
    1.4 本课题的选题依据及目的
第2章 磺酸基螺吡喃化合物的合成与表征
    2.1 引言
    2.2 实验仪器与试剂
        2.2.1 实验主要试剂
        2.2.2 实验主要仪器
    2.3 合成实验部分
        2.3.1 1,3,3-三甲基-2-甲烯基-6-磺酸钾盐-3H-吲哚的合成
        2.3.2 磺酸基螺吡喃衍生物的合成及表征
    2.4 谱学表征
        2.4.1 IR光谱分析
        2.4.2 核磁共振氢谱分析
        2.4.3 ~(13)C核磁共振谱分析
    2.5 X-射线单晶衍射分析
        2.5.1 晶体的生长
        2.5.2 晶体结构的测定
        2.5.3 晶体结构描述
    2.6 本章小结
第3章 磺酰叠氮螺吡喃化合物的合成与表征
    3.1 引言
    3.2 实验仪器与试剂
        3.2.1 实验主要试剂
        3.2.2 实验主要仪器
    3.3 合成实验部分
        3.3.1 1',3',3'-三甲基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚]-6'-磺酰叠氮的合成
        3.3.2 6-甲基-1',3',3'-三甲基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚]-6'-磺酰叠氮的合成
        3.3.3 6-硝基-1',3',3'-三甲基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚]-6'-磺酰叠氮的合成
        3.3.4 1',3',3'-三甲基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚]-6'-磺酰胺的合成
        3.3.5 6-甲基-1',3',3'-三甲基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚]-6'-磺酰胺的合成
        3.3.6 6-硝基-1',3',3'-三甲基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚]-6'-磺酰胺的合成
    3.4 谱学表征
        3.4.1 红外吸收光谱分析
        3.4.2 核磁共振氢谱分析
    3.5 本章小结
第4章 磺酸基螺吡喃及其磺酰叠氮化合物的光学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验仪器与试剂
        4.2.1 实验主要试剂
        4.2.2 实验主要仪器
    4.3 光学性能研究
        4.3.1 磺酸基螺吡喃化合物光谱性质
        4.3.2 磺酸基螺吡喃化合物的耐疲劳性
        4.3.3 磺酰叠氮螺吡喃化合物的光谱性质
        4.3.4 磺酰叠氮螺吡喃化合物对硫化物的检测
结论与展望
参考文献
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
附录B 化合物晶体的非氢原子坐标、键长和键角
附录C 化合物谱图
附录D 优化结构基本数据
致谢

四、光致变色螺吲哚啉苯并吡喃的合成(论文参考文献)

  • [1]含螺恶嗪或螺吡喃结构的新型光致变色材料的制备与性能研究[D]. 孙宾宾. 西安理工大学, 2021(01)
  • [2]光致变色螺吡喃/螺嗪及金属Pt(Ⅱ)衍生物的光物理及自组装性质[D]. 张艺伟. 吉林大学, 2021(02)
  • [3]基于微胶囊技术的光致变色织物的制备及性能研究[D]. 何智超. 东华大学, 2021(01)
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光致变色螺二氢吲哚苯并吡喃的合成
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