吩噻嗪衍生物电致变色材料的合成及其性能研究
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合 成路线 如 图 １ 示 。 所
势， 在大屏 幕信息 显示 、 灵巧窗 ”２、 “ ｌ 防炫 目后视 镜 、 ］ 电 致 变色显示 器 、 电子墨水 等方面都 有非 常广 阔的 应
用前 景 ， 因而受 到人 们 的 普遍 关 注 。在 众 多 的 电致 变
色 材 料 中 ， 机 电致 变 色 材 料 因其 光 学 性 能 优 良 、 于 有 易
光谱 仪（ 国 Ｐ ｒ ｉ 美 ｅｋｎ公 司 ） ＫＢ ， ｒ压 片 ； 外 可 见分 光 紫 光度计 （ ＵＶ２ ８ ２ 美 国 ＵＮＩ Ｏ） ＡＶ一０ ４ ０ Ｈ， Ｃ ； ３ ０型超导 核 磁共振 波谱 仪 （ 士 Ｂ ｕ ｅ 公 司） ＣＨＩ ５ 瑞 ｒｋｒ ； 一 ０型 电化学 ６
作 为阳极 材料 具 有 优 良 的 电致 变 色性 能 并且 廉 价 环
摘 要 ： 合 成 了 系 列 ｌ — 取 代 的 吩 噻 嗪 衍 生 物 ＯＮ
（ ｈ ｎ ｔ ｉｚｎ ｅ ｉａ ｉｅ ， ｐ ｅ ｏ ｈａ ｉｅ ｄ ｒｖ ｔ ｓ ＰＤｓ ， 用 氢 谱 、 谱 、 ｖ ）利 碳 红
过 Ｓ ２反应合 成 了一 系列 ｌ一 上取 代 的 Ｐ ｓ 为 阳 ０Ｎ Ｄ 作
保 ， 一 种 令 人 瞩 目的 新 型 电 致 变 色 阳极 材 料 。 是 关 键 词 ： 吩 噻 嗪 衍 生 物 ； 致 变 色 效 应 ； 极 电 致 变 电 阳
色材 料 ； 电致变 色器件 ； 环伏安 循
中 图 分 类 号 ： Ｏ ３ ６１ 文献标识 码 ： Ａ
工作 站（ 上海 辰华仪 器有 限公 司） 。
２ ２ 吩噻 嗪衍生物 （ Ｄ ． Ｐ ｓ 的制 备 Ｊ 在 圆底烧 瓶 中加 入 ３ ｍｌ ＭＦ，５ ０ Ｄ １ ｍｍｏ 金属 钠和 ｌ
文章编号 ：０ １９ ３ （ ０ ）６１Ｏ 一４ １ ０ －７ Ｉ ２ ｌ ０ — １ ２Ｏ Ｏ
１ 引 言
电致 变色 （ｌｃｒｃ ｒｍｉ， Ｃ 是指在 外加 电压 的 ｅ ｔｏ ｈｏ ｃ Ｅ ） ｅ 驱动下 ， 材料 的光 学性 能在可 见光范 围 内产 生 稳定 、 可 逆 变化 的现象ｕ 。近 年来 ， 于 电致 变 色材 料 的 优 异 由 性 能和节 能环保 的特征 ， 合 未来 智 能 材料 的发 展 趋 符
＼ ／
Ｒ ２ ａ ‘ Ｒ＝２。‘ ｂ
一
通过分 子设 计来 优 化 性 能而 被 深 人 地研 究 ＿ 。其 中 ， ５ ｊ 研究 较多 的是紫 罗精 （ ， ，联 吡 啶）６， 具有 很好 的 ４ ４一 ［ 它
循环 可逆性 、 稳定 的氧化 还原 态 ， Ｅ 是 Ｃ器 件使 用 最广 泛 的变 色材 料 。由于 紫 罗精 是 阴极 变 色材 料 （ 到 电 得 子而变 色 ） Ｈ． ｙ ｅ等人 选 用 另 一 种 阳极 材料 （ 去 ， Ｂｋ 失 电子而 变色 ） 与其组成 互补 型变色材 料 ， 得 了 比单 独 制
２ ３ 三 明 治 型 电 致 变 色 器 件 的 制 备 ．
料包括 噻吩 、 二胺 、 苯 ］ 苯并噻 唑等 ， 但毒 性较 大 ， 格 价
昂 贵 ， 且 带 有 底 色 ， 致 器 件 显 色 不 均 匀 ， 制 了 这 而 导 限
２ 实 验
２ １ 试 剂 和 仪 器 ．
吩噻嗪 （ 析 纯 ） 过 重结 晶提 纯 后 真 空 干燥 处 分 经 理； 紫罗精 （ ８ ， ｆ） ＤＭＦ经 过 减 压 重蒸 ， 子筛 ９ Ａｌ ； ａ 分 干燥 ； 其余 试剂均 为市售 ＡＲ。Ｐ 一０ ０型 Ｆ Ｉ Ｋ ６０ Ｔ Ｒ红外
助
材
料
２１ 年第６ ４） ００ 期（ 卷 １
吩 噻 嗪衍 生物 电致变 色 材 料 的 合成 及 其 性 能研 究
涂 茜 ， 相锴 傅 ， 王 刚１ ， ２
（． １ 西南 大学 化学化 工学 院应用化 学研究 所 ， 庆 ４ ０ １ ； ． 重 ０ ７ ５ ２ 重庆 市应用化 学市级 重点 实验室 ， 重庆 ４ ０ １ ； ０ ７ ５ ３ 三 峡库 区生态环 境教 育部重 点实验 室 ， ． 重庆 ４ ０ １ ） ０ ７ ５
变 色材 料 的 新 型 阴极 一 极 复 合 电 致 变 色 器 件 。 当 施 阳 加 ２ ４ 电压 时 器 件 阴 极 材 料 显 示 蓝 色 ， 施 加 反 向 ．Ｖ 而 电压 时 阳极 材 料 显 示 为 红 色 ， 色 可 逆 转 换 且 其 响 应 颜
时 间＜ ２ ０ ， 环 次 数 超 过 １ ， 实 现 寻 址 。 ＰＤｓ ５ ｍｓ 循 ０ 可
使用紫 罗精性 能更优 越 的 Ｅ Ｃ器 件 。一般 的阳极 材 ］
生 物 的 合 成 路 线
Ｆｉ ｇ １ Ｓｙｎ ｈ ｔｃ ｒ ｔ ｆｐｈ ｎ ｈ ａ ｉ ｅ ｄ ｒｖ ｔｖ ｓ ｔ ｅ ｉ ｏｕ ｅ ｏ ｅ ｏｔ ｉｚ ｎ ｅ ｉ ａ ｉ ｅ
１ ｍｍｏ 吩噻 嗪 ， 拌 ， 水 浴 降 温 。待 溶 解 后 加 入 ５ ｌ 搅 冰
１ ｒｔｏ 溴代 烃 ，０Ｃ下 ， 气保 护 反 应 ２ ｈ ７ ｏ ｌ ｅ ４￣ 氮 ４ 。将 反应 液倒入 水 中 ， 乙酸 乙酯萃 取 ３ ， 用 次 无水 硫 酸镁 干燥过
夜 。将 萃取液 浓缩 ， 柱色 谱提纯得 淡 黄色黏 稠 液体 。 用
极着 色材料 ， 阴极 着 色 的紫 罗 精组 成 互补 型 电致 变 与
色器 件 ， 有很好 的着色 和退色 可逆性 能 ， 电致变 色 具 其
性 能得到显 著提 高 。
外 光谱 等 方法对 其 结构 进行 表 征 ， 并使 用 电化 学 工作
站和 紫外光谱 对其 电化 学性质作 了初 步研 究 。组 装 了 以 Ｐ ｓ作 为阳极 电致 变 色材料 ， 罗精作 为 阴极 电致 Ｄ 紫
势， 在大屏 幕信息 显示 、 灵巧窗 ”２、 “ ｌ 防炫 目后视 镜 、 ］ 电 致 变色显示 器 、 电子墨水 等方面都 有非 常广 阔的 应
用前 景 ， 因而受 到人 们 的 普遍 关 注 。在 众 多 的 电致 变
色 材 料 中 ， 机 电致 变 色 材 料 因其 光 学 性 能 优 良 、 于 有 易
光谱 仪（ 国 Ｐ ｒ ｉ 美 ｅｋｎ公 司 ） ＫＢ ， ｒ压 片 ； 外 可 见分 光 紫 光度计 （ ＵＶ２ ８ ２ 美 国 ＵＮＩ Ｏ） ＡＶ一０ ４ ０ Ｈ， Ｃ ； ３ ０型超导 核 磁共振 波谱 仪 （ 士 Ｂ ｕ ｅ 公 司） ＣＨＩ ５ 瑞 ｒｋｒ ； 一 ０型 电化学 ６
作 为阳极 材料 具 有 优 良 的 电致 变 色性 能 并且 廉 价 环
摘 要 ： 合 成 了 系 列 ｌ — 取 代 的 吩 噻 嗪 衍 生 物 ＯＮ
（ ｈ ｎ ｔ ｉｚｎ ｅ ｉａ ｉｅ ， ｐ ｅ ｏ ｈａ ｉｅ ｄ ｒｖ ｔ ｓ ＰＤｓ ， 用 氢 谱 、 谱 、 ｖ ）利 碳 红
过 Ｓ ２反应合 成 了一 系列 ｌ一 上取 代 的 Ｐ ｓ 为 阳 ０Ｎ Ｄ 作
保 ， 一 种 令 人 瞩 目的 新 型 电 致 变 色 阳极 材 料 。 是 关 键 词 ： 吩 噻 嗪 衍 生 物 ； 致 变 色 效 应 ； 极 电 致 变 电 阳
色材 料 ； 电致变 色器件 ； 环伏安 循
中 图 分 类 号 ： Ｏ ３ ６１ 文献标识 码 ： Ａ
工作 站（ 上海 辰华仪 器有 限公 司） 。
２ ２ 吩噻 嗪衍生物 （ Ｄ ． Ｐ ｓ 的制 备 Ｊ 在 圆底烧 瓶 中加 入 ３ ｍｌ ＭＦ，５ ０ Ｄ １ ｍｍｏ 金属 钠和 ｌ
文章编号 ：０ １９ ３ （ ０ ）６１Ｏ 一４ １ ０ －７ Ｉ ２ ｌ ０ — １ ２Ｏ Ｏ
１ 引 言
电致 变色 （ｌｃｒｃ ｒｍｉ， Ｃ 是指在 外加 电压 的 ｅ ｔｏ ｈｏ ｃ Ｅ ） ｅ 驱动下 ， 材料 的光 学性 能在可 见光范 围 内产 生 稳定 、 可 逆 变化 的现象ｕ 。近 年来 ， 于 电致 变 色材 料 的 优 异 由 性 能和节 能环保 的特征 ， 合 未来 智 能 材料 的发 展 趋 符
＼ ／
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一
通过分 子设 计来 优 化 性 能而 被 深 人 地研 究 ＿ 。其 中 ， ５ ｊ 研究 较多 的是紫 罗精 （ ， ，联 吡 啶）６， 具有 很好 的 ４ ４一 ［ 它
循环 可逆性 、 稳定 的氧化 还原 态 ， Ｅ 是 Ｃ器 件使 用 最广 泛 的变 色材 料 。由于 紫 罗精 是 阴极 变 色材 料 （ 到 电 得 子而变 色 ） Ｈ． ｙ ｅ等人 选 用 另 一 种 阳极 材料 （ 去 ， Ｂｋ 失 电子而 变色 ） 与其组成 互补 型变色材 料 ， 得 了 比单 独 制
２ ３ 三 明 治 型 电 致 变 色 器 件 的 制 备 ．
料包括 噻吩 、 二胺 、 苯 ］ 苯并噻 唑等 ， 但毒 性较 大 ， 格 价
昂 贵 ， 且 带 有 底 色 ， 致 器 件 显 色 不 均 匀 ， 制 了 这 而 导 限
２ 实 验
２ １ 试 剂 和 仪 器 ．
吩噻嗪 （ 析 纯 ） 过 重结 晶提 纯 后 真 空 干燥 处 分 经 理； 紫罗精 （ ８ ， ｆ） ＤＭＦ经 过 减 压 重蒸 ， 子筛 ９ Ａｌ ； ａ 分 干燥 ； 其余 试剂均 为市售 ＡＲ。Ｐ 一０ ０型 Ｆ Ｉ Ｋ ６０ Ｔ Ｒ红外
助
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２１ 年第６ ４） ００ 期（ 卷 １
吩 噻 嗪衍 生物 电致变 色 材 料 的 合成 及 其 性 能研 究
涂 茜 ， 相锴 傅 ， 王 刚１ ， ２
（． １ 西南 大学 化学化 工学 院应用化 学研究 所 ， 庆 ４ ０ １ ； ． 重 ０ ７ ５ ２ 重庆 市应用化 学市级 重点 实验室 ， 重庆 ４ ０ １ ； ０ ７ ５ ３ 三 峡库 区生态环 境教 育部重 点实验 室 ， ． 重庆 ４ ０ １ ） ０ ７ ５
变 色材 料 的 新 型 阴极 一 极 复 合 电 致 变 色 器 件 。 当 施 阳 加 ２ ４ 电压 时 器 件 阴 极 材 料 显 示 蓝 色 ， 施 加 反 向 ．Ｖ 而 电压 时 阳极 材 料 显 示 为 红 色 ， 色 可 逆 转 换 且 其 响 应 颜
时 间＜ ２ ０ ， 环 次 数 超 过 １ ， 实 现 寻 址 。 ＰＤｓ ５ ｍｓ 循 ０ 可
使用紫 罗精性 能更优 越 的 Ｅ Ｃ器 件 。一般 的阳极 材 ］
生 物 的 合 成 路 线
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１ ｍｍｏ 吩噻 嗪 ， 拌 ， 水 浴 降 温 。待 溶 解 后 加 入 ５ ｌ 搅 冰
１ ｒｔｏ 溴代 烃 ，０Ｃ下 ， 气保 护 反 应 ２ ｈ ７ ｏ ｌ ｅ ４￣ 氮 ４ 。将 反应 液倒入 水 中 ， 乙酸 乙酯萃 取 ３ ， 用 次 无水 硫 酸镁 干燥过
夜 。将 萃取液 浓缩 ， 柱色 谱提纯得 淡 黄色黏 稠 液体 。 用
极着 色材料 ， 阴极 着 色 的紫 罗 精组 成 互补 型 电致 变 与
色器 件 ， 有很好 的着色 和退色 可逆性 能 ， 电致变 色 具 其
性 能得到显 著提 高 。
外 光谱 等 方法对 其 结构 进行 表 征 ， 并使 用 电化 学 工作
站和 紫外光谱 对其 电化 学性质作 了初 步研 究 。组 装 了 以 Ｐ ｓ作 为阳极 电致 变 色材料 ， 罗精作 为 阴极 电致 Ｄ 紫