功能性染料_1课件

功能性染料,5.1 光致变色色素,光致变色现象指的是物质受到光照射后，其最大吸收波长发生变化的现象。具有这种性质的物质称为光致变色材料或光致变色色素。 成为色素需满足的条件： 变化前后的两个最大吸收波长至少有一个在可见光区； 变化前后的物理状态有足够的稳定性； 两种状态之间的变化要有较高的抗疲劳性； 两种状态之间的变换其响应速度要足够快，灵敏度要足够高； 制造成本要足够低。,5.1.1 有机光致变色色素的种类,按变色机理分类： （1）由共轭链变化导致变色的光致变色色素 这类色素分子经光激发，其化学结构因其电荷转移发生了变化，导致化合物由无色变为有色，或由有色变为无色，颜色的变化比较明显。这类的化学结构类别 主要有螺吡喃类、螺噁嗪类、联吡啶类、氮丙啶类、噁嗪类等，其中螺吡喃类是有机光致变色色素中研究最早和最多的体系。,螺吡喃类,螺噁嗪类,联吡啶类,5.1.1 有机光致变色色素的种类,噁嗪类,氮丙啶类,5.1.1 有机光致变色色素的种类,（2）由顺-反式结构变化引起变色的光变色色素 这类分子吸收了光的能量可使分子构造由顺式向反式或由反式向顺式变化，同时使分子的颜色发生了变化，色差往往不大但可区别，这类色素的化学类别有硫靛类、偶氮类等。,硫靛类,5.1.1 有机光致变色色素的种类,偶氮类,5.1.1 有机光致变色色素的种类,（3）由分子内质子转移产生颜色变化的光致变色色素 这类分子在光照下会发生分子内质子的偏移，由此使得分子的颜色由无色或浅黄色变为橙红色，如席夫碱类、占吨类化合物。席夫碱类化合物具有良好道德抗疲劳性能，不易光化学降解，其成色-消色循环可达104105次。此外，席夫碱类化合物还具有光响应速度快的优点，光致变色可在皮秒级范围内发生。,席夫碱类,5.1.1 有机光致变色色素的种类,占吨类,5.1.1 有机光致变色色素的种类,(4)由开环-闭环反应引起变色的光致变色色素 这类分子在光照下会发生分子内开环-闭环反应，它们通常具有良好的热稳定性。如俘精酸酐类、二杂环乙烯类、二甲基芘类化合物等。俘精酸酐类化合物是取代的琥珀酸衍生物，多呈艳丽的黄色。,俘精酸酐类,5.1.1 有机光致变色色素的种类,二杂环乙烯类,二甲基芘类,5.1.1 有机光致变色色素的种类,（5）由加氧-脱氧反应引起变色的光变色色素 这类色素一般为芳香稠环类化合物，它们在氧的作用下，经一定波长的光照射，稠环内会形成过氧桥构造，经另一波长光的照射又会失去氧，回复原状，在此过程中伴随着颜色的改变，这类化合物大多具有荧光和光致变色的双重特性。,芳香稠环化合物,5.1.1 有机光致变色色素的种类,（6）由光氧化-还原反应引起的光致变色色素 三芳二吡嗪醌经光化学还原反应的机制，其中的羰基会转变羟基，在此过程中伴随着颜色的变化，由原先的黄色转变为绿色。,黄色,绿色,5.1.1 有机光致变色色素的种类,（7）由均裂反应引起变色的光致变色色素 四氯萘酮分子受光照发生键的均裂，产生了一个橙色的三氯萘氧自由基和一个氯自由基，这个反应是可逆的。,5.1.1 有机光致变色色素的种类,5.1.2光致变色色素的合成,螺吡喃类色素的合成 N-丁基-6-硝基螺吡喃的合成 2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷烷基化反应生成N-丁基-2,3,3-三甲基吲哚碘盐，后者与2-羟基-5-硝基苯甲醛在三乙胺存在下于无水乙醇中回流反应生成N-丁基-5-硝基螺吡喃。,螺硫吡喃类色素的合成 （1）N-丁基-6-硝基螺苯并硫吡喃 2-氯-5-硝基苯甲醛与新鲜制备的Na2S2与乙醇中反应，产物经酸化，析出的黄色沉淀再经碱溶、酸析得到2-巯基-5-硝基苯甲醛，它与N-丁基-2,3,3-三甲基吲哚碘盐在无水乙醇中回流反应生成N-丁基-6-硝基螺苯并硫吡喃。,（2）螺硫吡喃苯并吡喃碘盐的合成,螺噁嗪类色素的合成,（1）N-丁基螺萘噁嗪的合成 （2）N-甲基-5-氯-7-N,N-二甲基螺苯并噁嗪的合成,（3）6-氰基-5-甲基氧-1,3,3-三甲基螺2,3-3H萘2,1-b-(1,4)噁嗪吲哚咻的合成,（4）1-(对乙烯基苄基）-3,3-二甲基-5,7-二甲氧基螺2H-(1,4)苯并噁嗪-2,2-苯并e吲哚咻的合成,俘精酸酐类色素的合成,NaH存在的条件下,俘精酰亚胺衍生物的合成,二杂环乙烯类化合物的合成,5.1.3 光致变色色素的应用,光致变色色素可以用来制得光致变色油墨；将光致变色色素加入透明树脂中，制成光变色材料，可以用于太阳眼镜片、服装、玩具等。 光致变色油墨 3份螺吲哚萘恶嗪类化合物，溶于57份醋酸纤维素丙酸酯、20份甲苯和20份乙醇中，混合物在60下加热15min，在80减压下将溶剂蒸干，将残余物粉碎成120m微粒，即可作为光致变色色素的制备使用。 水性油墨的配方 48丙烯酸聚合物的水乳液69份，