并吡喃可以通過電開環(huán)反應生成深色的部花青染料。由于反應簡單且易形成模塊化設(shè)計，萘并吡喃被廣泛的研究并發(fā)展成光控原件和光致變色鏡片的商業(yè)應用上。最近，萘并吡喃被確定為一類通用的機械載體，以萘并吡喃為母體的模塊化設(shè)計能夠獲得高度可調(diào)、結(jié)構(gòu)多樣且具有機械致變色特性的機械發(fā)色團，在機械力下可以產(chǎn)生部花青染料。這使得以萘并吡喃作為母體的探針極具有吸引力，因為其能夠?qū)崿F(xiàn)材料中的臨界應力的可視化。 加州理工學院的Maxwell J. Robb教授課題組在《Journal of the American Chemical Society》上發(fā)表了題為“Generation of an Elusive Permanent Merocyanine via a Unique Mechanochemical Reaction Pathwa”的研究論文。該團隊報道了一個 2 H-萘并[1,2- b]吡喃機械載體，相對于在光化學條件下產(chǎn)生的可逆產(chǎn)物，其在機械化學活化時可產(chǎn)生不可逆的部花青染料。通過機械力生成的部花青是一種獨特的反應，其中酯C-O鍵的斷裂釋放了β-羥基酮，該酮通過分子內(nèi)H鍵相互作用鎖定部花青。除了證明反應性之外，該團隊還在固體聚合物材料中實現(xiàn)了永久性部花青的合成。用萘并吡喃機械載體實現(xiàn)的永久著色可以為傳感、應力記錄應用以及受可逆性限制的基礎(chǔ)研究提供了進一步的發(fā)展的空間。 方案 1：2 H -萘并[1,2- b ]吡喃機械載體的機械化學活化可以產(chǎn)生不可逆的部花青素，而這是無法通過光化學方式獲得。 圖1：P1 的機械活化產(chǎn)生了與在紫外線照射下所不同的部花青物質(zhì)。（a）光照射（λ = 311 nm）和超聲誘導的機械化學活化后P1的UV-vis吸收光譜和圖片。(b) P1 的機械活化產(chǎn)生永久性部花青，與熱可逆光化學產(chǎn)物相反。 圖 2. (a)超聲誘導機械激活后P1與THF 中M1相比的紫外可見吸收光譜。超聲處理后(b) M1和 (c) P1 的1H NMR 光譜。 圖 3. 超聲誘導的機械激活和隨后的回復控制聚合物P2，其中包含異構(gòu)萘并吡喃機械載體，聚合物附著在9位。在λmax = 485 nm 處監(jiān)測吸收。 圖4：在光化學和機械化學活化下與類似于P1結(jié)構(gòu)的2 H- NPs 機械載體交聯(lián)的 PDMS 網(wǎng)絡的紫外-可見光譜和圖片。光譜是通過反射率測量獲得的，并與溶液相吸收數(shù)據(jù)進行比較。在激活后10 分鐘后立即獲取照片。 綜上所述，MaxwellJ. Robb教授課題組證明了基于2H -萘并 [1,2- b ] 吡喃(2H-NP)支架的新型萘并吡喃機械載體的機械化學反應性。并發(fā)現(xiàn)通過 C(O)-O 酯鍵的機械化學斷裂形成 β-羥基酮再形成分子內(nèi)的氫鍵與機械化學部花青產(chǎn)物的不可逆性有關(guān)。最后在本體聚合物的材料中也證明了不可逆性部花青的產(chǎn)生，表明應變速率依賴于萘并吡喃開環(huán)的 C(O)-O 鍵斷裂反應。 https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.1c03865 DOI: 10.1021/jacs.1c03865 MaxwellJ. Robb 2009 化學學士學位，科羅拉多礦業(yè)學院，科羅拉多州戈爾登； 2009-2014 研究員，Craig J. Hawker 教授，加州大學圣巴巴拉分校； 2014-2017 貝克曼研究所博士后研究員，師從伊利諾伊大學 Jeffrey S. Moore 教授； 2017-至今 加利福尼亞州帕薩迪納市加州理工學院化學助理教授； 研究方向：功能性有機材料的合成、聚合物化學合成 編輯：易挺 審核：韓嬌娜 推送：陳慧芳
J. Am. Chem. Soc.：通過獨特的機械化學反應通路來產(chǎn)生不可逆的部花青素
化學試劑
新材料產(chǎn)品
