末端叠氮基偶氮苯化合物的制备及表征(2)
1. 1 研究背景及意义
随着时代发展，科技进步 ，以光电信息，生物技术，分子导线，纳米分子材料为主导的科技越来越受到重视，Click反应[1]由于具有反应条件温和，产率高和副产物少等特点，广泛应用于功能聚合物的制备研究中，而叠氮偶氮苯化合物作为单体可用于点击化学合成聚合物的研究。特别是偶氮苯类化合物在光响应，如光致表面起伏光栅，光致取向等方面表现出优异的化学活性从而使偶氮苯化合物应用于光信息材料[2-5]，光开关和纳米材料等领域[6-9]成为目前研究热点。偶氮苯化合物作为合成染料考的中间体除在染料工业方面[10]，其他领域的研究也开始备受人们关注。
偶氮苯化合物及其衍生物由于具有优异的光响应性能，成为最具典型的光致变色[11]分子。因此近年来将偶氮苯基团与高分子材料结合，综合高分子材料优异的光学透明性，机械性能，热稳定性与偶氮苯的光学活性，也成为各国功能材料重点研究的一个前沿领域。光致变色材料其在高密度信息储存[12]、视觉保护、蛋白质折叠[13]、光开光[14]等方面展现出极其广阔的应用前景。
1.2 偶氮苯化合物
偶氮苯化合物是一类典型的具有顺反异构体的光致变色化合物，含有（-N=N-）光化学活性基团在紫外和可见光下可发生完全可逆的顺反异构变形。目前比较认同的是Rau[15]根据不同光谱特点提出的偶氮苯类化合物分类即：偶氮苯、氨基偶氮苯和假芪式偶氮苯。
偶氮苯化合物由于不易溶于水且不易受空气中样的影响，因此具有一定的稳定性可以长期储存，另外偶氮苯化合物易溶于有机溶剂，与有机溶剂有极好的亲和性，所以在光信息储存中有极好表现，小分子偶氮苯化合物其端基基团可以根据所需进行改性聚合为大分子，使其具有偶氮苯性质与端基基团的双重性质。其次偶氮苯化合物热稳定较高，耐热温度一般在160℃-350℃之间，可以应用于一些特殊领域。
不同的取代基和偶氮苯相连使偶氮苯具有这些基团的部分性质，在外表现出颜色多种多样生物变化，因此，工业上将偶氮苯作为各种颜色的染料与颜料使用。在食品添加剂、液晶高分子彩色显示、纺织和摄影胶片等展示出愈加广阔的价值。目前关于偶氮苯光致变色的机理主流观点主要分为两大类：第一类是偶氮苯的一个苯环受到光激发绕（-N=N-)双键[16]旋转，使双键破裂，过渡为非平面而发生异构。第二类是偶氮苯一个苯环沿（-C-N-)单键反转，使两个苯环在一个平面达到一种过渡态平衡来进行异构。
1.3 光致变色
19世纪50年代，Fritsche[17]首次发现在光照射下并四苯（化学键均裂导致）由黄色变为无色，受热又恢复原状。20世纪50年代Hirshberg[18]发现螺吡喃类化合物具有光照射下发生化学键异裂致使发生变色性质，并将此现象命名为“photochromism”（光致变色现象）。经历了一百年的发展，有机光响应材料的研究也有了蓬勃的发展，下面主要介绍几种有机光致变色化合物。
（1）偶氮苯类衍生物
偶氮苯聚合物可以将各种具有优异性能的小分子基团引入其中，表现处良好的光致变可逆、超高光学活性和储存密度及快速的光开关等优点，被认为是下一代光学记录介质的最佳候选材料。然而偶氮苯光致变色是由于”-N=N-”键顺反异构引起，故此类化合物具有吸收波长短，储存稳定性差等特点不能与半导体激光器和好的匹配。
（2）螺吡喃类
螺吡喃类化合物是目前研究最成熟也是最广泛的一类光致变色化合物。当无色闭环体在紫外线照射下，螺吡喃结构中“-C-O-”键断裂开环，分子发生旋转显色，表现为有色开环体。当又受到可见光照射时或热作用，吸收光谱平衡向左移动，有色开环体又恢复到螺环结构，为化学键异裂机理。显示出光致变色可逆，同时显示出热变色性质。
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