光致变色噻吩联胆酸水溶性对称全氟环戊烯化合物及制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光致变色噻吩联胆酸水溶性对称全氟环戊烯化合物及制备方法和应用，该光致变色材料在在溶液或薄膜中均可保持良好的光致变色性能，并且其开环态在350-550nm范围内具有荧光，而且随着紫外光照时间的延长，其荧光发射光谱的强度下降，因而可用于荧光检测及荧光光控开关，与对称噻吩或苯并噻吩型全氟环戊烯材料相比较，其制备材料的成本相对较低，应用前景更大。
【专利说明】光致变色噻吩联胆酸水溶性对称全氟环戊烯化合物及制备 方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机光致变色材料，尤其是一种光致变色噻吩联胆酸水溶性对称全氟 环戊烯化合物及制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 随着现代科学技术的迅猛发展，海量信息存储与高速信息传输已成为现代信息技 术发展的主要目标，而且人们对光信息存储材料的容量、数据传输率和响应时间等方面提 出了越来越高的要求。探索以有机光致变色化合物作为可擦重写信息材料格外引人注目， 与无机材料相比，有机材料是极具潜力的存储材料之一，因为它更具有灵敏度高、反应速度 快、原料价格比较低、容易制成薄膜，此外还可以大幅度调整材料的结构和性质以满足存储 要求等优点，但同时也存在着光热稳定性和抗疲劳性较差等不利因素。近年来性能优良的 光致变色有机化合物成为了新型光存储材料研究中的热点。在光存储中，光致变色材料作 为光子型记录材料，与传统的磁光、相变以及其它光热材料相比，光的许多特性，如波长、波 相等都可能在光存储中得到应用，不仅大大提高了存储密度，而且还缩短了记录时间，使得 性能优良的有机光致变色化合物材料在高科技领域以及民用行业得到了一定的应用。目 前，有机光致变色化合物主要有二芳基乙烯（Diarylethene)、螺批喃（Spiropiran)、俘精 酸酐（Fulgides)、螺卩惡嗪（Spirooxazine)、偶氮（Azo)类及相关的杂环化合物。自1988年， M.Irie等人首次报道了二芳基乙烯后，由于其良好的光致变色性能、热稳定性、耐疲劳性 及响应时间快等诸多优点，是最具应用前景的光致变色材料之一。这类化合物在总体性能 上接近应用水平，使其在可擦写光存储材料和光控开关材料中具有很好的应用前景而成为 研究的热点，极有可能成为新一代光子存储介质一类的光致变色物质。
[0003] 目前，在全氟环戊烯二芳基乙烯类化合物中，乙烯双键两端所连接的芳环主要是 噻吩和苯并噻吩两种五元芳杂环，并且也有少量报道以呋喃、吲哚、吡唑和茚等作为主体结 构，但是它们都是脂溶性的二芳基乙烯类化合物，这样就使得该类化合物在生物、医药、细 胞成像等领域的应用受到了大大的限制。因此，开发水溶性二芳基乙烯化合物是十分迫切 和必要的。而胆酸是存在于人和动物体内的天然分子，由胆固醇在肝脏中合成其结构上具 有亲水的一面和憎水的一面，以其作为结构单元可以合成各种各样的功能性分子，且这些 分子因其独特的物理化学特性，被广泛应用到化学、生物医学等领域。此外，胆酸还是药物 的一种载体，通过肝肠循环可以携带药物在体内运输。通过化学手段将药物与胆酸相连， 使药物和胆酸不断的经历肝肠循环，并使药物在肠中和肝中不断富集，降低其他器官中药 物的浓度，对治疗肝肠疾病有着重要的作用。同时，胆酸是内源性物质，与传统的外源性 载体相比，具有良好的生物兼容性。因此，以胆酸为载体，可以实现药物的肝肠靶向性， 减少毒副作用，提高药物的药效和生物利用度。迄今为止，将胆酸引入传统型全氟环戊烯 分子中，使之增加水溶性的全氟环戊烯光致变色化合物体系尚未见任何报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是提供一种光致变色噻吩联胆酸水溶性对称全氟环戊烯化合物 及制备方法和应用。
[0005] 本发明的光致变色噻吩联胆酸水溶性对称全氟环戊烯化合物的分子结构式如 下：
【权利要求】
1. 一种光致变色噻吩联胆酸水溶性对称全氟环戊烯化合物，其特征在于：其分子结构 式如下：
O
2. 如权利要求1所述的光致变色噻吩联胆酸水溶性对称全氟环戊烯化合物，其合成方 法是：（1)以胆酸与丙炔胺为原料，首先溶于四氢呋喃与二氯甲烷溶剂中在加热回流的条 件下，然后在二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶的作用下反应得到胆酸丙炔酰胺配体； (2) 以2-甲基-5-醛基噻吩为原料，在冰浴条件下溴化得到3-溴-2-甲基-5-醛基噻吩； (3) 在甲苯溶剂中，通过加热回流将3-溴-2-甲基-5-醛基噻吩中的醛基用乙二醇保护得 到噻吩溴代中间体；(4)在正丁基锂作用下，将（3)中得到的中间体与全氟环戊烯反应生成 对称双取代的全氟环戊烯；(5)在丙酮与水的混合溶剂中，将（4)中得到的噻吩双取代的全 氟环戊烯中的缩醛还原成醛基，进一步在四氢呋喃中用硼氢化钠将醛基还原成醇羟基的对 称噻吩双取代的全氟环戊烯；(6)在冰水浴氮气保护条件下，使用1，8-二氮杂二环[5. 4. 0] 十一碳-7-烯（DBU)，将（5)中得到的全氟环戊烯与叠氮磷酸二苯酯（DPPA)反应，使全氟环 戊烯中的羟基叠氮化得到含有叠氮的对称噻吩双取代的全氟环戊烯；（7)在负一价铜离子 的作用下，利用click reaction合成方法将（6)中的含有叠氮的噻吩双取代的全氟环戊烯 与（1)中得到的胆酸丙炔酰胺配体反应生成光致变色双噻吩联胆酸混联型对称全氟环戊 烯，从而得到如分子结构式的目标化合物。
3. 如权利要求1所述的光致变色双噻吩联胆酸水溶性对称全氟环戊烯化合物在构建 荧光探针的光开关分子骨架的应用。
4. 如权利要求1所述的光致变色双噻吩联胆酸水溶性对称全氟环戊烯化合物在制备 超高密度、可擦写有机光子型信息存储材料的应用。
5. 如权利要求1所述的光致变色双噻吩联胆酸水溶性对称全氟环戊烯化合物在制备 光控开关元件的应用。
6. 如权利要求1所述的光致变色双噻吩联胆酸水溶性对称全氟环戊烯化合物在制备 光致变色发光器件的应用。
【文档编号】C09K9/02GK104341477SQ201410536403
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】蒲守智, 刘刚, 段芳, 范从斌, 崔士强 申请人:江西科技师范大学