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有机光致变色化合物二芳基乙烯的研究与应用 　　【摘要】本文主要阐述了国内外有机光致变色化合物的研究现状、光致变色反应；介绍目前广为关注的有机光致变色化合物二芳基乙烯的研究进展与应用，并对其进行总结与展望。 　　【关键词】光致变色反应；二芳基乙烯化合物；应用；研究；进展 　　【中图分类号】O6【文献标识码】A 　　【文章编号】1007-4309（2011）03-0059-2 　　 　　光致变色的材料早在1867年就有所报道，但直至1956年Hirshberg提出光致变色材料应用于光记录存储的可能性之后，才引起了广泛的注意。有机光致变色材料是近年来国际上刚刚出现的一类新型有机光电子功能材料，首先，它可以广泛地用于日常生活，如防晒霜、装饰材料、新奇印刷、防伪和鉴伪等；其次，它更可以用于光信息存储、光转换器和光开关等前沿领域，且有着非常好的应用前景。尤其是它作为信息存储材料的应用，更是引起人们的重视。21世纪随着信息的急剧致变色材膨胀，对于如何更有效地存储这些信息提出了更高的要求，在这种情况下，高性能的有机光料引起了科研工作者对光存储材料的高度重视，它正是能够满足这种要求的极具潜力的存储材料之一。 　　目前研讨光致变色资料最多的国家是日本、美国、法国等，随着光致变色材料日趋重要以及诱人的应用前景，国际上一些著名的大学、研究单位和公司，逐步把眼光转向有机光致变色材料的开发和应用，与其相关的论文和专利也不断增多。世界上只有日本和美国有少量光致变色资料民用品出售。但美、日等发达国度把光致变色资料用于民用行业也还处于起步阶段，并没有大范围出产上市，因此研究光致变色新材料，使其更加适用于民用品市场，仍有很大的发展空间。我国在有机光致变色材料的研究上，也取得了可惜成绩。中国科学院感光化学研究所的樊美公等人对光致变色材料进行了大量的研究，申请了多项光致变色材料方面的专利，并发表了大量的研究论文。南开大学孟继本等科研人员已合成了100多种的有机光致变色材料，并致力于将其合成的材料应用于光致变色涂料、光致变色安全玻璃膜，光致变色纺织品等民用品上。江西科技师范学院蒲守智课题组也对此多了大量的研究工作，合成了多种光致变色化合物。 　　一、光致变色现象 　　光致变色是指一种化学物质的分子在适当波长的光照射下，可逆地在两个具有不同光谱性质的异构体之间相互转化： 　　Aλ1?葑λ2B 　　A和B分别代表体系中两个异构体，λ1和λ2是发异构所需的光的波长。光致变色是一种可逆的化学反应，这是一个重要的判断标准。在光作用下发生的不可逆反应，也可导致颜色的变化，只属于一般的光化学范畴，而不属于光致变色范畴。目前，对光致变色的研究大都集中在二芳基乙烯、俘精酸酐、螺吡喃、螺嗪、偶氮类以及相关的杂环化合物上，同时也在继续探索和发现新的光致变色体系。 　　从上世纪80年代以来，Irie和Lehn研发出了具有良好光致变色性质的二芳基乙烯类分子，此分子以其优异的热稳定性、良好的耐疲劳性、响应时间短以及开/关环异构体之间吸收光谱差异显著等优点迅速成为光存储材料研究的新热点，从而引起了研究二芳基乙烯分子的热潮。二芳基乙烯分子在光致异构化过程中，分子吸收光谱发生变化，同时还常伴随诸如介电常数、氧化/还原电位、几何构形等其它物理化学性质的变化。这些性能优异的二芳基乙烯分子在光存储，分子开关，多色彩显示器，非线性光学等领域，具有重要的科学价值和广阔的应用前景。 　　二、二芳烯衍生物的研究 　　到目前为止，在各类已报道的二芳基乙烯中，按其所连的桥头单元不同主要分为以下四类：含全氟环戊烯结构单元的二芳基乙烯；含马来酸酐或马来酰亚胺结构单元的二芳基乙烯、含环戊烯结构单元二芳基乙烯和含2,5-二氢噻吩或吡咯等五元杂环结构单元的二芳基乙烯。一些具有代表性的杂环类二芳基乙烯化合物的结构式如图2所示: 　　 顺丁烯二酐衍生物全氟环戊烯衍生物 　　杂噻唑烯衍生物 杂噻吩烯衍生物 　　图几种二芳基乙烯衍生物的结构示意图 　　每类二芳基乙烯都有各自的优点和缺点，但从材料性能上比较而言，含全氟环戊烯的二芳基乙烯分子具有比其它几类二芳基乙烯更为优异的性质如光热稳定性，耐疲劳性等，因而对这类二芳基乙烯的研究倍受关注。近年来陆续有许多新型二芳基乙烯分子被报道，这些化合物主要为全氟环戊烯1,2-位对称取代的含杂环的二芳基乙烯，而1,2-位由不同结构单元取代的不对称的二芳基乙烯报道较少。与对称性体系相比，不对称二芳基乙烯体系更容易通过对其分子结构的微调实现光致变色性能的改进。在设计合成不对称的二芳基乙烯分子时，给分子修饰上共轭程度不同的取代基团，或是引入不同的手性基团或是特定的取代基团，以改进它们的光电性质，从而可以满足不同的需求，使其在高密度存储，多色彩显示器；非线性光学，无损读出等领域更具有应用潜力。同时，非对称体