【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机高分子化学，尤其涉及一种螺二芴衍生物及其制备方法和在电致变色器件中的应用。
技术介绍
1、电致变色(electrochromism，ec)是指材料在电压驱动下发生光学属性的可逆变化的现象。具体来说，电致变色材料在电化学氧化还原过程中发生光吸收性质的可逆变化，这种变化表现为颜色在透明(或称为“漂白”)状态和有色状态之间转换，或者在两种有色状态之间转换。由于电致变色材料具有非常理想的物化特性，如低工作电压、多稳态特性、静态无功耗、变色功耗低、透光度/反射度连续可调、光学调制幅度，从而使得该类材料被广泛应用于光学显示、信息加密、军事伪装、传感器和智能光窗等领域。
2、螺二芴是一类常见的具有较大共轭体系和特殊刚性稠环结构的有机小分子化合物，在电压驱动下表现出明显的颜色变化，具有良好的光学对比度，较高的着色效率和氧化还原稳定性，故被作为一种有机光电功能材料广泛应用于电致变色领域。螺二芴类化合物可以作为电子传输材料(etms)，这通常是通过与强电子吸引基团结合来实现的，如在“(a)n–d–(a)n”结构中，通过结合螺二芴与两个强电子吸引的terpyridine基团，可以形成具有高三重态能级、适合的前沿轨道能级、优秀的热稳定性和电化学稳定性的电子传输材料。螺二芴的光电性能研究表明，随着聚合长度的增加，能隙变窄，空穴注入和电子转移的能力都相应提高，吸收光所需能量减小，吸收强度增大，光谱红移。此外，螺二芴骨架中的9位螺碳原子明显地阻断了两个共轭片段的共轭效应，使它们成为了两个独立的共轭链节。这种结构特性影响了螺二芴在
3、目前，处于中性态的螺二芴类化合物一般显示为黄色，颜色较为单一，且着色后褪色较快。研究发现，螺二芴类化合物的颜色显示还与其结合的三苯胺连接基团的种类有关，通过对侧链基团的修饰与螺二芴化合物相结合，可以得到多种颜色，而丰富的颜色范围及褪色缓慢将有利于扩展螺二芴类化合物的应用领域。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种螺二芴衍生物及其制备方法和在电致变色器件中的应用，用于解决现有技术中螺二芴类化合物颜色单一，褪色较快导致应用范围受限的技术问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种螺二芴衍生物，所述螺二芴衍生物的结构选自以下结构式：
4、单体ι：单体ⅱ：
5、本专利技术提供了一种螺二芴衍生物的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤1)、将对甲氧基苯胺、对氟硝基苯混合于二甲亚砜中，在三乙胺的作用下反应，得到化合物ι；
7、步骤2)、将芴、液溴在甲苯中进行反应，得到化合物ⅱ；
8、步骤3)、将化合物ⅱ和n-溴丁二酰亚胺在三氯甲烷中进行溴化反应，得到化合物ⅲ；
9、步骤4)、将化合物ι、化合物ⅲ、铜粉和18-冠醚-6混合于邻二氯苯中，在碳酸钾的作用下进行缩合反应，得到单体ι；
10、步骤5)、将单体ι、乙醇、1,4-二氧六环和水合肼混合，在pd/c催化剂的催化下进行反应，即得单体ⅱ；
11、所述化合物ι的结构式为：
12、所述化合物ⅱ的结构式为：
13、所述化合物ⅲ的结构式为：
14、进一步的，步骤1)中，所述对甲氧基苯胺、三乙胺和对氟硝基苯的摩尔比为8～9：8～9：6～7；所述反应的温度为80～100℃；
15、所述对甲氧基苯胺和二甲亚砜的摩尔体积比为5～10mmol：25～35ml。
16、进一步的，步骤2)中，所述芴和液溴的摩尔比为0.8～1.2：2.5～3.5；所述反应的温度为80～110℃。
17、进一步的，步骤2)中，所述芴和甲苯的摩尔体积比为8～15mmol：20～40ml。
18、进一步的，步骤3)中，所述化合物ⅱ和n-溴丁二酰亚胺的摩尔比为1：1.8～3。
19、进一步的，步骤3)中，所述化合物ⅱ和三氯甲烷的摩尔体积比为5～10mmol：20～40ml。
20、进一步的，步骤4)中，所述化合物ⅲ与化合物ι的摩尔比为1：2.5～3；
21、所述化合物ι、碳酸钾和铜粉的摩尔比为1：3～5：3～5；
22、所述化合物ι和18-冠醚-6的摩尔比为1：0.7～1。
23、进一步的，步骤5)中，所述单体ι、乙醇和1,4-二氧六环的用量比为0.5～1g：8～12ml：8～12ml；
24、所述单体ι和pd/c催化剂的质量比为1：0.8～1.2；
25、所述单体ι和水合肼的质量比为1：4～7。
26、本专利技术还提供了一种螺二芴衍生物在电致变色器件中的应用。
27、本专利技术的有益效果：
28、本申请不仅通过氨基和硝基修饰单体得到螺二芴衍生物，还制备其相应的电致变色器件，所得通过硝基修饰后的螺二芴衍生物具有中性态、着色后保持时间久的双稳态特性。本专利技术拓展了螺二芴衍生物电致变色材料在智能眼镜、智能窗、智能天幕、汽车天窗等领域的应用。
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1.一种螺二芴衍生物，其特征在于，所述螺二芴衍生物的结构选自以下结构式：
2.根据权利要求1所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述对甲氧基苯胺、三乙胺和对氟硝基苯的摩尔比为8～9：8～9：6～7；所述反应的温度为80～100℃；
4.根据权利要求2或3所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述芴和液溴的摩尔比为0.8～1.2：2.5～3.5；所述反应的温度为80～110℃。
5.根据权利要求4所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述芴和甲苯的摩尔体积比为8～15mmol：20～40mL。
6.根据权利要求2或3或5所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述化合物Ⅱ和N-溴丁二酰亚胺的摩尔比为1：1.8～3。
7.根据权利要求6所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述化合物Ⅱ和三氯甲烷的摩尔体积比为5～10mmol：20～40
8.根据权利要求7所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述化合物Ⅲ与化合物Ι的摩尔比为1：2.5～3；
9.根据权利要求2或5或8所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述单体Ι、乙醇和1,4-二氧六环的用量比为0.5～1g：8～12mL：8～12mL；
10.权利要求1所述的一种螺二芴衍生物在电致变色器件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种螺二芴衍生物，其特征在于，所述螺二芴衍生物的结构选自以下结构式：
2.根据权利要求1所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述对甲氧基苯胺、三乙胺和对氟硝基苯的摩尔比为8～9：8～9：6～7；所述反应的温度为80～100℃；
4.根据权利要求2或3所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述芴和液溴的摩尔比为0.8～1.2：2.5～3.5；所述反应的温度为80～110℃。
5.根据权利要求4所述的一种螺二芴衍生物的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述芴和甲苯的摩尔体积比为8～15mmol：20～40ml。
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【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳密，孙祺，陈镕祥，吕晓静，武文婧，
申请(专利权)人：平湖市浙江工业大学新材料研究院，
类型：发明
国别省市：
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