导　　师： 曹德榕

学科专业： H1704

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 光致变色现象（PHOTOCHROMISM）是指一个化合物（A）在受到一定波长的光照射时，可进行特定的化学反应，获得产物（B），由于结构的改变导致其吸收光谱发生明显的变化。而在另一波长的光照射或热的作用下，又能恢复到原来的形式。光致变色化合物作为可擦写光存储材料，由于其存储密度高，存储量大，灵敏度高等诸多优点，而被广泛地研究。上世纪90年代FERINGA首先研究了手性螺烯类化合物作为光致变色材料，在信息存储中利用其手性的变化作为输出信号从而实现了信息的无破坏性输出。有机光致变色化合物由于其在光能记忆、信息存储以及相关工业中潜在的应用价值而越来越受到重视，特别是手性分子光开关化合物由于其对信息的无破坏性输出而成为当前该领域的研究热点。有机光致变色化合物作为信息存储材料还没有实现真正的实用化，因此探索和开发新的光致变色体系，特别是手性光致变色化合物作为分子光开关器件，在材料科学中有着重要的研究价值和应用前景。
　　 曹德榕等在2000年发现了蒽环与苯环之间的光致环加成反应，富能量的光致环加成产物在短波长紫外线或热的作用下可以开环，定量地转化成原料，这种光致可逆反应可以作为分子光开关器件，在材料科学中有着重要的应用前景。因此，对这一新的光化学反应进行深入研究，特别是在分子体系中引入手性源，研究其分子光开关过程中手性的变化，使其具有手性分子光开关的性能，有着重要的理论意义和应用价值。
　　 本论文首先从10-羟甲基-9-蒽醛出发，在蒽环的10-位引入手性源（S）-（-）-α-甲基苄胺，通过还原，官能团保护，WILLIAMSON醚化反应，合成了一系列新的具有手性的蒽环与苯环间连接链为-CH2OCH2-的化合物，并对其光化学反应进行了研究。
　　 从3，5-二羟基苄醇出发，通过对羟基的两步醚化反应，在苯环上引入新的手性源（S）-（+）-2-甲基-1-溴丁烷，再和9-氯甲基蒽在KOH/N-BU4NBR的催化下合成了一系列手性的以蒽为核的树枝状化合物，并对其光化学反应进行了研究。该类化合物的苯溶液在紫外光照射下发生蒽环与苯环之间的分子内[4π+4π]光致环加成反应，环加成产物在短波紫外线或热的作用下发生逆反应，定量地转化成原料，其分子光开关过程可以通过旋光度和NMR的可逆变化来检测。研究结果表明，该类化合物具有手性分子光开关的性能，是一种新型的手性光致变色化合物。
　　 以9-蒽醛为原料，合成了一系列蒽环与苯环间连接链为-CH2NRCH2-的化合物，并研究了其光化学反应。研究结果表明，没有发现蒽环与苯环的光致环加成反应产物，连接链-CH2NRCH2-不适合蒽环与苯环分子内的光致环加成反应。
　　 合成了以萘为核的树枝状苯酚醚衍生物，研究了其光化学反应。研究发现该类化合物的苯溶液在紫外光照射下，部分发生萘环与苯环之间的分子内[4π+4π]光致环加成反应，环加成反应的产率在70％左右，环加成产物在短波紫外线或热的作用下发生逆反应，定量地转化成原料，是一种新型的光致变色化合物。
　　 从蒽酮出发合成了树枝状葸酮衍生物，经过硼氢化钠还原制备树枝状蒽醇，蒽醇衍生物在酸的催化下发生跨环缩合反应，定量地得到树枝状高三蝶烯。该方法操作简单，产率高，化合物结构新颖，对研究树枝状高三蝶烯在材料科学中的应用具有一定的意义。

关 键 词： 光致变色 手性分子光开关 光致环加成 树枝状化合物 高三蝶烯 光化学反应

分 类 号： [O644.1]

领　　域： [理学] [理学]