本發(fā)明涉及有機合成，尤其涉及一種間位二取代四苯乙烯化合物及其制備方法和應用。

背景技術：

1、四苯乙烯化合物，具有聚集誘導熒光、較高量子產率等光學性質，能夠將更多的能量以熒光的形式高效釋放出來，發(fā)出更為明亮且持久的熒光，這種高量子產率的優(yōu)勢，無論是在追求高靈敏度的熒光傳感器領域，還是在需要強光信號輸出的光電材料應用場景中，都能確保系統(tǒng)具備卓越的性能表現(xiàn)。除此之外，四苯乙烯化合物具有可修飾性強，制備條件溫和等優(yōu)點，科研人員能夠根據不同的應用需求，精準且多樣化地修飾分子，制備出功能各異的衍生物，因此，在光電材料、熒光傳感器、生物熒光標記等方面得到了廣泛的應用。

2、光致變色材料是一類在紫外或可見光照射下能夠發(fā)生顏色變化的一類光學材料，在光開關、光存儲器、防偽標記、智能窗戶、變色眼鏡等領域有著廣泛的應用。力致變色材料是一類能夠感知外力刺激，并發(fā)生熒光強度或顏色變化的智能傳感材料，在損傷檢測、無墨書寫、防偽標記、信息存儲等領域發(fā)揮著巨大的作用。

3、但是，目前人們合成的力致變色材料或光致變色材料存在著功能單一、變色回復方式單一、變色回復不易控制以及合成難度大等缺點。在現(xiàn)代社會，科技的迅猛發(fā)展促使各個領域對材料功能的需求日益多元化與精細化，兼具光致變色和力致變色特性的材料在眾多關鍵領域的巨大應用潛力，因此，有必要研發(fā)一種兼具光致變色和力致變色特性的新材料，以滿足日益復雜多元的社會需求。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術中力致變色材料或光致變色材料存在著功能單一、變色回復方式單一、變色回復不易控制以及合成難度大等問題，本發(fā)明提供一種間位二取代四苯乙烯化合物及其制備方法和應用。本發(fā)明提供的間位二取代四苯乙烯化合物兼具力致熒光變色和光致變色的雙重特性，且合成條件溫和，制備方法簡單，具有較高的應用前景。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案是：

3、一種間位二取代四苯乙烯化合物，其結構式如式ⅰ所示：

4、

5、其中，r為-cf3、-cn、-cho或-cooch3。

6、相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明將三氟甲基、氰基、醛基或甲氧甲酰基引入四苯乙烯的間位，通過間位特定取代基與四個苯環(huán)形成的大共軛基團的相互作用，使得取代后的四苯乙烯化合物兼具更顯著的光致變色和力致變色雙重功能，該化合物可實現(xiàn)光-力協(xié)同變色效應，為開發(fā)具有多功能響應特性的智能材料提供了基礎，在智能顯示、防偽標識、可穿戴設備等方面具有很大的應用潛力，可有效拓展四苯乙烯類化合物的應用范圍。

7、目前四苯乙烯類化合物大部分僅具有單一的力致熒光變色的功能，不具有光致變色的功能，本發(fā)明提供的間位二取代四苯乙烯化合物除了力致熒光變色之外，還具有顯著的光致變色特性，提高了其在熒光防偽、信息保密材料等領域使用的可靠性，相比于現(xiàn)有材料，取得了顯著進步。

8、本發(fā)明還提供了上述間位二取代四苯乙烯化合物的制備方法，包括以下步驟：

9、s1，惰性氣氛下和催化劑a的條件下，二苯乙炔與聯(lián)硼酸頻那醇酯進行加成反應，得式ⅱ所示的二苯乙烯基二硼酸頻那醇酯；

10、

11、s2，惰性氣氛下，在催化劑b和縛酸劑的條件下，所述二苯乙烯基二硼酸頻那醇酯與式ⅲ所示的間鹵代苯進行偶聯(lián)反應，得式ⅰ所示的間位二取代四苯乙烯化合物；

12、

13、其中，r為-cf3、-cn、-cho或-cooch3；x為cl、br或i。

14、本發(fā)明提供的間位二取代四苯乙烯化合物的制備方法，僅需兩步反應，制備路線短，工藝簡單，反應轉化率高，生產安全性高，便于實現(xiàn)規(guī)模化生產應用。

15、進一步地，s1中，所述加成反應的反應溶劑選自n,n-二甲基甲酰胺、二氧六環(huán)、四氫呋喃或乙腈中至少一種。

16、優(yōu)選的反應溶劑，可提高二苯乙炔與聯(lián)硼酸頻那醇酯反應得到的產物的收率和純度。

17、進一步地，s1中，所述催化劑a為四(三苯基膦)鉑。

18、上述優(yōu)選的催化劑及加入量，可促進加成反應的正向進行，提高產物收率，并降低生產成本。

19、進一步地，s1中，所述二苯乙炔與聯(lián)硼酸頻那醇酯的摩爾比為1:1.5～1:3。

20、進一步地，s1中，所述催化劑a與二苯乙炔的摩爾比為0.01:1～0.03:1。

21、進一步地，s1中，所述加成反應的溫度為80℃～100℃，加成反應的時間為6h～10h。

22、需要說明的是，s1中，加成反應結束后，還包括后處理過程：將反應液旋蒸脫除溶劑，冷卻凝固后，加入二氯甲烷溶解，然后加入正己烷重結晶，得二苯乙烯基二硼酸頻那醇酯。

23、具體地，s1中，上述正己烷與二氯甲烷的體積比為1:(2.5～3.5)。

24、示例性的，s2中，所述間鹵代苯為3-三氟甲基鹵代苯、3-氰基鹵代苯、3-醛基鹵代苯、3-甲酸甲酯基鹵代苯中的一種。

25、進一步地，s2中，所述偶聯(lián)反應的反應溶劑為有機溶劑和水的混合溶液，所述有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、甲苯、二氧六環(huán)或二甲苯。

26、進一步地，s2中，所述催化劑b包括四(三苯基膦)鈀和四丁基溴化銨。

27、進一步地，s2中，所述縛酸劑包括碳酸鉀。

28、進一步地，s2中，所述二苯乙烯基二硼酸頻那醇酯、間鹵代苯、四(三苯基膦)鈀、碳酸鉀與四丁基溴化銨的物質量的比為1:(1.8～2.4):(0.012～0.02):(1.2～1.8):1。

29、進一步地，s2中，所述反應溶劑中有機溶劑與水的體積比為2:1～4:1。

30、進一步地，s2中，所述偶聯(lián)反應的溫度為85℃～105℃，偶聯(lián)反應的時間為10h～16h。

31、需要說明的是，s2中，所述偶聯(lián)反應結束后，還包括后處理過程：反應結束后，向反應液中加入二氯甲烷萃取，重復萃取三次，將萃取液旋蒸脫除溶劑，然后進行硅膠柱層析分離純化，收集洗脫液，濃縮，得間位二取代四苯乙烯化合物。

32、具體地，柱層析分離純化的洗脫液為體積比(2～5):1的二氯甲烷和石油醚的混合溶劑。

33、本發(fā)明提供的間位二取代四苯乙烯化合物的制備方法，為常壓反應，反應溫度不超過110℃，且反應溶劑不需要嚴格除水，條件溫和，同時，反應路線短，反應原料易得，反應轉化率高，經濟性好，便于實現(xiàn)工業(yè)化生產應用。

34、本發(fā)明還提供了上述間位二取代四苯乙烯化合物在智能傳感材料、光敏材料或防偽材料中的應用。

35、本發(fā)明還提供了一種力致熒光變色材料，包括所述間位二取代四苯乙烯化合物。

36、本發(fā)明還提供了一種光致變色材料，包括所述間位二取代四苯乙烯化合物。

37、本發(fā)明還提供了一種兼具力致熒光變色和光致變色的材料，包括所述間位二取代四苯乙烯化合物。

38、本發(fā)明提供的間位二取代四苯乙烯化合物，能夠兼具光致變色和力致熒光變色，在光和力的作用下都可以發(fā)生顯著的光學性質的變化，一種多重刺激響應材料，能夠應用到防偽標記、信息存儲材料、光電材料等領域中，相比于單一力致變色或光致變色響應材料，適用性更強。

39、在智能傳感領域，可用于同時檢測光照強度和壓力變化，一個材料就能實現(xiàn)多種物理量的監(jiān)測，減少了傳感器的數量和系統(tǒng)的復雜性，提高了集成度。在信息存儲和顯示方面，可利用光和力作為信息輸入的手段，通過不同的刺激組合實現(xiàn)更豐富的信息編碼和顯示效果，為高密度信息存儲和多功能顯示器件的開發(fā)提供了可能。在智能穿戴設備中，如智能服裝、智能手環(huán)等，這種材料可以根據人體的運動(力的作用)和環(huán)境光照變化來實時改變顏色或顯示信息。在防偽領域，雙重變色功能增加了偽造的難度和復雜性，因為需要同時模擬材料對光和力的特定響應特性，造假者很難復制出完全相同的效果。在安全標識方面，如一些重要文件、證件等，可以利用這種材料的特性制作不易被篡改的標識，一旦文件受到外力破壞或試圖偽造，材料的顏色變化會立即顯現(xiàn)，起到警示和識別的作用。因此，本發(fā)明提供的兼具力致變色和光致變色雙重功能的材料具有廣闊的應用范圍和巨大的應用潛力，隨著材料科學和相關技術的不斷發(fā)展，其在各個領域的應用也將不斷拓展和深化，為人們的生活和社會發(fā)展帶來更多的便利和創(chuàng)新。