螺吡喃类刺激响应变色聚合物的研究进展

螺吡喃是一类可以对各种外部刺激做出反应而表现出不同性质的化合物。这些刺激可以是物理的、化学的或生物的,它们会导致螺吡喃化合物的结构、形状和性质发生变化。螺吡喃具有两个异构体:闭环的螺吡喃结构(SP)和开环的部花菁结构(MC)。螺吡喃化合物因结构简单、易于修饰和能够对多种刺激做出反应的优点,被广泛应用于制备刺激响应型聚合物和化学传感器。这些聚合物和传感器可应用于各个领域,如建筑、变色织物、光学防伪和离子检测等。本文综述了螺吡喃的合成途径,包括传统的三步合成法、一锅法以及较新的超声和微波合成法,还对螺吡喃聚合物的光致变色、机械力致变色、溶剂致变色、酸致变色、压致变色和热致变色等进行了综述,详细讨论了这些性质的机理、影响因素和实际应用。最后,展望了螺吡喃在设计和开发新型刺激响应材料和化学传感器领域的前景。

螺吡喃光致变色染料及其在纺织领域的应用研究

螺吡喃光致变色材料研究历史悠久,应用领域广泛,具有诸多优良性能。详细总结了螺吡喃光致变色染料的各种结构类型;概述了螺吡喃光致变色织物的相关性能测试,对光致变色织物的颜色特性、光致变色性能以及色牢度试验进行归纳总结;介绍了螺吡喃光致变色染料在纺织服装领域的应用,指出了螺吡喃光致变色染料存在的问题并对其未来发展进行了展望。

新型螺吡喃衍生物识别铁、铅金属离子高效光驱动比色和荧光探针

两步法合成了一种新型苯并羧酸类螺吡喃化合物分子3-[8’-甲氧基-1,1-二甲基-6’-硝基螺环(苯并[e]吲哚-2,2’-铬)-3(1H)-基]丙酸。利用紫外、荧光分光光度计、傅里叶红外光谱仪、高分辨质谱和核磁共振仪等表征手段分析螺吡喃类化合物的结构与性能。结果表明,该化合物对Fe^(3+)和Pb^(2+)具有裸眼识别、紫外与荧光识别能力,且兼具检测限低(Fe^(3+)浓度为3.22×10^(-6)mol/L、Pb^(2+)浓度为3.02×10^(-6)mol/L)和响应时间短等优点。

螺吡喃功能化UiO-66光响应吸附剂的制备及其性能

将光响应分子甲基螺吡喃SP-CH_(3)引入UiO-66的非极性孔笼中,构筑吸附活性位可光控调节的光响应吸附剂。SP-CH_(3)功能化的吸附剂完好保留了载体UiO-66的骨架和孔道结构。以阴离子染料甲基橙为探针,研究了吸附剂在不同光照条件下的吸附和解吸性能。结果表明,经紫外光照后,吸附剂对甲基橙的吸附量为41.99 mg·g^(-1),相较于可见光照后样品的吸附量提升57.56%,吸附作用增强;经可见光照后,甲基橙的脱附量为81.6%。本策略通过光照刺激改变UiO-66孔笼中SP-CH3的构型及表面电荷性质,即对吸附活性位进行光控调节,在不同光照条件下实现对吸附质的高效吸附和有效脱附。

悬浮聚合法制备螺吡喃@聚甲基丙烯酸甲酯光变微胶囊

采用悬浮聚合法制备以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壳材,包覆光变材料螺吡喃的光变微胶囊。通过对不同的实验因素如分散剂、搅拌速率以及芯壁比等条件的分析,探寻最佳的实验工艺,同时对制备的光变微胶囊的结构以及变色性能和耐疲劳性等进行分析。结果表明,投入芯材与壳材的质量比为1∶1,以苯乙烯-马来酸酐共聚物与一定量的明胶进行复配作为分散稳定剂,搅拌速度控制在650 r/min所制备的光变微胶囊最佳。光变微胶囊形状规则呈球形,大小均匀,平均粒径在2~3μm,包覆率可以达到88.1%,在紫外光的照射下具有良好的变色性能、光变响应速率以及耐疲劳性。

螺吡喃用于铜离子可视化识别检测的综合实验设计

该文设计了以新型螺吡喃分子NSP为化学传感器、用于重金属铜离子可视化检测的精细化工综合实验。研究了NSP的聚集诱导发光特性,采用荧光和紫外-可见光谱法测试了NSP对铜离子的识别能力,利用扫描电镜研究了NSP结合铜离子前后的形貌变化,并对传感器在各类真实水体中检测铜离子的能力进行了测试和评价。该实验综合性和应用性较强,既有助于学生综合能力提升,又能强化学生的环保意识和社会责任感。

水溶性螺吡喃类光致变色染料抗疲劳性能提升

疲劳性能是光致变色染料的重要指标之一。螺吡喃类光致变色染料合成路线成熟,光响应性快,但存在耐疲劳性能差的缺陷。为制备一类可用于羊毛染色的高耐疲劳性光致变色染料,合成了带有甲基(MeSP)和苄基(BnSP)的螺吡喃类水溶性光致变色染料,并以此为底物通过和羟丙基-β-环糊精络合制备了一类螺吡喃类光致变色络合物,MeSP@CD和BnSP@CD。以黑暗消色与紫外光照射呈色的周期为依据,考察了螺吡喃类光致变色染料与环糊精络合前后在溶液中以及在羊毛纱线上的疲劳性能。结果表明,环糊精与螺吡喃分子的络合可提高染料在溶剂中与纱线上的耐疲劳性能,并且环糊精对具有不同取代基的染料的耐疲劳性能提升具有选择性。

原位法合成螺吡喃功能化的UiO-66光响应吸附剂及其性能研究

传统吸附剂孔道结构和表面性质固定,往往难以兼顾高效吸附和脱附。采用原位合成法,制备螺吡喃功能化的金属有机骨架UiO-66,在其孔结构中构筑可光控调节的光响应吸附活性位。以阴离子染料甲基橙为吸附质模型,考查材料对吸附质的吸附及脱附性能。经紫外光照射后,样品OP-US对甲基橙的平衡吸附量从33.84 mg·g^(-1)上升至42.41 mg·g^(-1),提升了25.32%;经可见光照后,甲基橙的脱附量比紫外光照时提升了51%。通过光照刺激改变UiO-66孔笼中螺吡喃分子的构型及表面电荷性质,即对吸附活性位进行光控调节,在不同光照条件下实现对吸附质的高效吸附和有效脱附,为新型高效吸附剂的制备和金属有机骨架材料的应用提供思路。

新型光致变色螺吡喃化合物的合成及研究

将萘胺与羧基螺吡喃进行酰胺化得到了一种新型的螺吡喃衍生物,通过核磁共振氢谱进行了结构确认,对中间体羧基吲哚和最终产物SP-N的合成条件进行了条件优化。当醋酸用量为40 mL,反应时间为18 h时,中间体的产率达到最大为40.1%,当n(三乙胺)∶n(萘胺)为1.5∶1时,酰胺化反应产率达到最大38%。

两种新型阳离子吲哚啉螺吡喃的合成、表征和光致变色性质的研究

螺吡喃是一类重要的光致变色化合物．螺吡喃的正向光致变色是指在紫外光照下，螺吡喃分子的Ｃ—Ｏ键异裂，由闭环无色体（ＳＰ）可逆地变成开环有色体（ＭＣ）．所形成的有色体可以在暗条件下热致褪色或在可见光照下褪成无色体（示意图１）．它的逆向光致变色是指某一类螺...

新型逆光致变色螺吡喃的合成、结构及性质

作为一类重要的光致变色化合物,螺吡喃一直受到广大研究者的青睐,本文根据逆光致变色螺吡喃类化合物的结构特点,合成了一种未见文献报道包含醛基的螺吡喃类化合物4,通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和高分辨质谱对其结构进行了确证,通过紫外光照射前后裸眼识别颜色的改变以及可见吸收光谱的改变,验证了化合物具有逆光致变色性能。

一种逆向光致变色螺吡喃化合物的光消色关环反应机理研究(英文)

研究了逆向光致变色化合物1＇-十八烷基－3＇；3＇-二甲基-6，8二硝基螺［2H－1－苯并吡喃-2，2＇-吲哚啉］的可见光消色机理．通过吸收光谱测定其在不同溶剂及含不同添加剂时，可见光照射后有色体［MC］关环的光量子产率·结果表明O2、三苯基胺等三线态猝灭剂对关环反应光量子产率几乎没有影响．据此提出关环反应主要是通过单线态的途径进行的结论．

PMMA分散螺吡喃薄膜的微结构与光致变色行为

通过溶液成膜法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)分散螺吡喃薄膜(SP-PMMA)和邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)改性的聚甲基丙烯酸甲酯分散螺吡喃薄膜(SP-PMMA-DOP),系统研究了微结构对薄膜力学性能和光致变色行为的影响.结果表明,SP-PMMA和SP-PMMA-DOP薄膜均具有较好的力学性质,SP的"稀释效应"降低了PMMA的玻璃化转变温度(Tg),DOP的增容效应和增塑效应提高了SP在PMMA中的分散性,使PMMA的Tg进一步降低,薄膜韧性提高.SP-PMMA薄膜具有可逆的光致变色行为,DOP的加入显著提高了薄膜在常温下的光致变色和热褪色速率.

铜(Ⅱ)和水合肼双功能螺吡喃探针的合成及应用

以4-甲基-2,6-二甲酰基苯酚和1,3,3-三甲基-2-亚甲基吲哚啉为原料合成了能同时识别Cu^(2+)和水合肼的螺吡喃双功能探针L,其结构经~1H NMR、^(13)C NMR、FT-IR和H RMS进行了表征。通过紫外-可见光谱法、荧光光谱法、核磁共振和质谱研究了探针L在p H=7.40的Tris-HCl-乙醇溶液(1∶1,V/V)中与19种金属离子、18种阴离子及9种胺类化合物的识别特性。结果表明,在p H=7.40的Tris-HCl-乙醇溶液(1∶1,V/V)中,相对于其它干扰离子,L对Cu^(2+)和水合肼具有特异选择性和专一性,制成试纸能够实现肉眼识别检测含μmol/L Cu^(2+)的水样。尤为重要的是,制备的含L的TLC板能实现在紫外灯下对液体和气体水合肼的肉眼识别。将L应用于水样和药物中Cu^(2+)或水合肼测定的回收率在83.5%~111.0%之间,相对标准偏差(RSD)<4%,说明L适用于环境污染监测和药物分析检测,具有潜在的应用前景。

一种含螺吡喃和肉桂酸酯双光功能基团的光致变色染料的合成与性能

合成了一种含有光致聚合肉桂酸酯基团的新型光致变色螺吡喃染料,研究其与普通螺吡喃染料在不同高分子材料中的光致变色和热退色过程(PMMA和PVCi).通过UV-Vis光谱、NMR谱和IR光谱研究了新型染料中的肉桂酸酯基团的光致聚合过程,考察了其对螺吡喃结构的光致变色显色体热稳定性的影响.

一种支链含有螺吡喃和查尔酮双光功能基团的复合高分子材料光致变色性能研究

合成了两种支链含有光致变色的螺吡喃结构的复合高分子材料,观察了光激发下材料的光致变色动力学过程.一种高分子材料为丙烯酸甲脂(MMA)和丙烯酸-螺吡喃单体(MMA-Spiropyran)的共聚物,另一种是丙烯酸-查尔酮单体(MMA-Chalcone)和丙烯酸-螺吡喃单体的共聚物.利用紫外-可见光谱仪对合成的复合高分子材料的光敏性能进行了考察,从研究中发现,材料的光致聚合过程对其光致变色显色体稳定性的影响.

吲哚啉螺吡喃化合物的合成及光致变色性质研究

合成了6-硝基-1,′3,′3′-三甲基吲哚啉螺苯并吡喃,通过红外光谱和元素分析确证其结构,并研究了闭环体与开环体的光致变色性能,解释了在不同溶剂介质中紫外吸收光谱的溶剂效应,并比较褪色反应速率常数的差异.

含芳香稠环或杂环的光致变色螺吡喃化合物的光谱性能及与DNA作用研究

研究 9种带有芳香稠环或杂环基团的光致变色螺吡喃化合物的光致变色性能和荧光性质 .通过紫外 -可见吸收光谱和荧光光谱对该类化合物与

具有双荧光发射的螺吡喃的合成与性质研究

设计合成了未见文献报道的含有双官能团的螺吡喃类化合物1,通过红外光谱、核磁共振氢谱、碳谱和高分辨质谱对其结构进行了确证。紫外可见吸收光谱表明化合物在有机溶剂中的光致变色性良好;化合物的乙醇溶液在365 nm光激发时产生双荧光发射,分别为闭环体和开环体所对应的的荧光峰。本文首次从场效应角度推测了螺吡喃吲哚林N原子上含有极性基团时开环体稳定的原因。

螺吡喃的合成与光谱性质

合成了一系列新型的含羟基螺吡喃光致变色化合物,并用核磁共振、红外光谱、质谱、元素分析等对目标化合物进行了表征,并将其中的含硝基化合物制成聚合物单体,讨论了不同反应条件对反应产率的影响.通过UV-Vis光谱对化合物在乙醇中的光致变色性能进行了研究,结果显示光致变色现象明显.