1,3,3-三甲基吲哚-奈谔嗪的制备及其光致变色机理

1,3,3-三甲基吲哚-奈谔嗪是一种螺噁嗪类化合物，该类化合物耐疲劳性较好，因此具有十分持久的光致变色性能，有着广阔的应用前景。

制备方法

S1、1-亚硝基-2-萘酚的合成

向500mL三口烧瓶中加入36g(0.25mol)2-萘酚、25.9g(0.375mol)亚硝酸钠和125mL水，冰盐浴冷却至0℃以下，开启搅拌，加入5.1g冰醋酸，滴完后再慢慢加入事先配好的35%硫酸溶液125mL，该过程保持温度为-8~0℃，TLC跟踪反应进程，约1h后停止反应到终点，得黄色悬浮液，及时趁冷抽滤，用乙醚重结晶，得橙黄色片状固体，干燥后得黄色固体38.5g，收率为89.0%。

S2、1,3,3-三甲基吲哚-奈谔嗪的制备与表征

向500mL三口烧瓶中加入8.65g(0.05mol)1,3,3-三甲基-2-亚甲基吲哚啉、250mL乙醇以及适量4A分子筛，氮气保护下开启搅拌，缓慢滴加50mL溶有9.50g(0.055mol)1-亚销基-2-萘酚的乙醇溶液，滴加完毕后，升温，继续搅拌并加热回流，用TLC跟踪反应进程，回流6h后停止反应，降至室温，浓缩大部分溶剂后用无水乙醇重结晶两次，得浅黄色固体1,3,3-三甲基吲哚-奈谔嗪7.32g，收率为40.9%^[1]。

光致变色机理

1,3,3-三甲基吲哚-奈谔嗪两个环的所在的平面相互垂直，不存在共轭效应。在溶液中整个分子的吸收波长范围位于紫外区，200-400nm范围内不显色。当吸收紫外光、分子激发后C-O键异裂，从而分子的结构和电子分布发生异构化和重排，两个体系由相互正交变为处于一个平面，整个分子变成一个大的共轭体系，吸收波长发生红移(500-600nm)，因此在可见光波长范围内出现最大吸收波长而显色。C-O键断裂后的分子通常称为开环体或呈色体，其结构类似部花菁染料(merocyanine)。因此，通常称为photomerocyanine，简称PMC。在波长较长的光或热的作用下，发生逆反应从而可以恢复到无色状态。PMC是光致变色产物的各种异构体达到平衡后的混合物^[2]。

参考文献

[1]唐蓉萍,夏德强,尚秀丽,等. 螺噁嗪类光致变色化合物的制备及其性能初探[J]. 当代化工,2014(4):475-477,482. DOI:10.3969/j.issn.1671-0460.2014.04.001.

[2]张喆. 螺噁嗪类化合物的合成及其在光致变色薄膜的应用[D]. 天津:天津大学,2011. DOI:10.7666/d.Y2243231.