刘郭洁， 石 明， 高 峻

(四川大学 化学工程学院， 四川 成都 610065)

螺噁嗪类化合物因其优异的光致变色性能而被广泛研究，基于其较敏感的光响应性、较好的化学稳定性和抗疲劳性等优点[1,2]，在光信息存储[3]、分子开关[4]、药物缓释[5]及传感器等领域有着巨大的应用潜力[6]，其光致变色机理如图1所示。螺噁嗪分子的闭环体(SO)在紫外光辐照下吸收能量使螺环C—O键发生异裂导致分子空间构型发生显著变化，由正交体系转变为共轭的部花菁(PMC)体系，该PMC体系主要包含两性离子形式(图1a)和醌式(图1b)，该过程伴随着吸收光谱及颜色的显著变化，随后，在可见光或热辐射条件下发生闭环反应而回到最初状态(SO)，从而构成可逆光致变色体系。

图1 螺噁嗪的光致变色机理[6]

由于螺噁嗪分子的PMC不稳定，极易发生闭环反应，严重制约了其应用[7]，如用于光信息储存领域有导致数据丢失的风险。目前，研究人员已经采用多种方法提高螺噁嗪的热稳定性，其中对螺噁嗪分子进行结构修饰就是一种有效方法[8,9]，通过取代基的电子效应增加PMC的稳定性，或通过取代基的空间位阻对PMC的闭环反应施加阻碍，延缓闭环反应的发生。因此，探究取代基对螺噁嗪化合物光致变色性能的影响对于设计和合成性能优异、实用性强的螺噁嗪化合物而言至关重要。本文设计合成了4种不同结构的螺噁嗪类化合物SO1～SO4(其中SO1和SO3分子含有C—Br结构，SO2和SO4分子含有羟基)，并对不同结构的取代基及溶剂化效应对螺噁嗪化合物光致变色性能的影响进行了探讨。……