并吡喃可以通過(guò)電開(kāi)環(huán)反應(yīng)生成深色的部花青染料。由于反應(yīng)簡(jiǎn)單且易形成模塊化設(shè)計(jì)，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(yīng)用上。最近，萘并吡喃被確定為一類通用的機(jī)械載體，以萘并吡喃為母體的模塊化設(shè)計(jì)能夠獲得高度可調(diào)、結(jié)構(gòu)多樣且具有機(jī)械致變色特性的機(jī)械發(fā)色團(tuán)，在機(jī)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?yàn)槠淠軌驅(qū)崿F(xiàn)材料中的臨界應(yīng)力的可視化。 加州理工學(xué)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(tuán)隊(duì)報(bào)道了一個(gè) 2 H-萘并[1,2- b]吡喃機(jī)械載體，相對(duì)于在光化學(xué)條件下產(chǎn)生的可逆產(chǎn)物，其在機(jī)械化學(xué)活化時(shí)可產(chǎn)生不可逆的部花青染料。通過(guò)機(jī)械力生成的部花青是一種獨(dú)特的反應(yīng)，其中酯C-O鍵的斷裂釋放了β-羥基酮，該酮通過(guò)分子內(nèi)H鍵相互作用鎖定部花青。除了證明反應(yīng)性之外，該團(tuán)隊(duì)還在固體聚合物材料中實(shí)現(xiàn)了永久性部花青的合成。用萘并吡喃機(jī)械載體實(shí)現(xiàn)的永久著色可以為傳感、應(yīng)力記錄應(yīng)用以及受可逆性限制的基礎(chǔ)研究提供了進(jìn)一步的發(fā)展的空間。 方案 1：2 H -萘并[1,2- b ]吡喃機(jī)械載體的機(jī)械化學(xué)活化可以產(chǎn)生不可逆的部花青素，而這是無(wú)法通過(guò)光化學(xué)方式獲得。 圖1：P1 的機(jī)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(dǎo)的機(jī)械化學(xué)活化后P1的UV-vis吸收光譜和圖片。(b) P1 的機(jī)械活化產(chǎn)生永久性部花青，與熱可逆光化學(xué)產(chǎn)物相反。 圖 2. (a)超聲誘導(dǎo)機(jī)械激活后P1與THF 中M1相比的紫外可見(jiàn)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(dǎo)的機(jī)械激活和隨后的回復(fù)控制聚合物P2，其中包含異構(gòu)萘并吡喃機(jī)械載體，聚合物附著在9位。在λmax = 485 nm 處監(jiān)測(cè)吸收。 圖4：在光化學(xué)和機(jī)械化學(xué)活化下與類似于P1結(jié)構(gòu)的2 H- NPs 機(jī)械載體交聯(lián)的 PDMS 網(wǎng)絡(luò)的紫外-可見(jiàn)光譜和圖片。光譜是通過(guò)反射率測(cè)量獲得的，并與溶液相吸收數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)械載體的機(jī)械化學(xué)反應(yīng)性。并發(fā)現(xiàn)通過(guò) C(O)-O 酯鍵的機(jī)械化學(xué)斷裂形成 β-羥基酮再形成分子內(nèi)的氫鍵與機(jī)械化學(xué)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(yīng)變速率依賴于萘并吡喃開(kāi)環(huán)的 C(O)-O 鍵斷裂反應(yīng)。 https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.1c03865 DOI: 10.1021/jacs.1c03865 MaxwellJ. Robb 2009 化學(xué)學(xué)士學(xué)位，科羅拉多礦業(yè)學(xué)院，科羅拉多州戈?duì)柕牵?/span> 2009-2014 研究員，Craig J. Hawker 教授，加州大學(xué)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(xué) Jeffrey S. Moore 教授； 2017-至今 加利福尼亞州帕薩迪納市加州理工學(xué)院化學(xué)助理教授； 研究方向：功能性有機(jī)材料的合成、聚合物化學(xué)合成 編輯：易挺 審核：韓嬌娜 推送：陳慧芳
J. Am. Chem. Soc.：通過(guò)獨(dú)特的機(jī)械化學(xué)反應(yīng)通路來(lái)產(chǎn)生不可逆的部花青素
化學(xué)試劑
新材料產(chǎn)品
