摘要
光是促进材料变化的最有吸引力的外部刺激之一，因为它易于控制，并且具有高的空间和时间精度。除了颜色变化之外，光致变色分子及其材料的一些性质可以通过光照射来调节，供体-受体 Stenhouse 加合物（DASA）是一种可见光响应光开关，在光响应材料中具有各种新兴应用，他们以活化呋喃的亲核开环为中心的两步模块化合成，为了将光致变色分子的结构优势最大化，迫切需要通过理性分子设计与调控开发多个活性位点的光致变色化合物。本论文的这些DASAs分子都拥有两个及以上的活性位点，还能对光、金属离子等多种刺激产生响应并表现出复杂的异构化行为，我们通过改变 DASA 的供体或受体结构，比较这五种 DASAs 对于不同刺激条件下表现出来的响应性，表明供体和受体基团的改变能够有效调节异构体的相对稳定性，从而调控DASAs的异构行为。 本文将从以下五个章节进行研究： 第一章介绍了光致变色现象的原理简介、分类、应用前景，还对DASAs类化合物进行了知识背景介绍。 第二章我们设计合成了两种基于席夫碱结构供体的 DASAs分子(化合物 1a和 2a)。通过NMR（包括 1H、13C、COSY、HSQC）、UV、IR和液相质谱等表征手段明确了 DASAs 分子的存在形式。我们首先研究了开环异构体 1a在可见光的刺激下会发生异构化，在研究过程中我们发现了在极性溶剂中能获得一种不同于常规开环异构化后续产物的结构，经过验证发现这种结构是由于席夫碱的不稳定性导致结构分解的产物，我们又尝试通过定向引入金属离子来快速促进开环结构可控分解，从而得到一种稳定的双闭环结构，这个分子开关具有光致变色和金属离子诱导化合物分解转化功能，可以为下一代分子开关金属离子检测器等应用设计提供思路。 第三章我们又通过合理的引导设计，开发了由 DASA 和偶氮苯组成的双开关系统（化合物3a和4a）。同样通过上述表征手段明确了DASA分子的存在形式，利用三种波长来控制具有双功能的 DASA 分子发生结构上的转变，所提出的系统还扩展到光响应单元的分子内组合,实现了光致变色化合物的多功能拓展。 第四章我们基于喹啉的结构合成了另一种 DASA 分子（化合物 5a），利用单晶衍射和 NMR（包括 1H、13C、COSY、HSQC）、UV、IR 等表征手段来确定了 DASA 分子的存在形式，证实了基于喹啉结构的 DASAs 在光致异构中良好的抗疲劳能力，并对其光响应能力和金属离子响应能力展开了进一步地研究。 第五章将对本论文所做的工作进行简要总结并对未来的工作进行展望。
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