Chem. Asian J. ：蝴蝶状四氮杂芳并对醌二甲烷衍生物的合成，结构以及酸致变色性质

醌式分子由于其固有的开壳双自由基性质成为科学家的研究热点，使其在双光子吸收，储能，场效应晶体管，热电等领域具有广泛的应用。其中最著名的代表性分子就是于1904年首次被Thiele等人分离出来的对醌二甲烷，所以又名Thiele分子。它具有开壳的自由基结构和闭壳的醌式结构的共振式，但稳定性差。研究人员通过在分子两边稠合芳环延长分子的共轭骨架一方面增加分子的稳定性，另一方面使它表现出电致变色，聚集诱导荧光等新颖的性质。氮杂并苯类分子不仅具有镇痛，抗菌，抗癌等生物活性被广泛应用在医药领域，而且作为重要的结构片段被用来构筑高性能的有机半导体材料，应用在场效应晶体管，有机发光二极管，染料敏化太阳能电池，有机光伏等领域，但是在变色开关方面却鲜有报道。

近日，新加坡南洋理工大学的张其春教授和天津大学的李祥高教授通过四酮和二胺的酸催化缩合反应构筑了两种新颖的四氮杂芳并对醌二甲烷衍生物（TAP和TAH）。该分子不仅具有良好的稳定性和溶解性，而且表现出肉眼可见的可逆的酸致变色性质。单晶X射线衍射表明，两个化合物均具有蝴蝶状的分子结构，而且共轭骨架的延长对分子的堆积方式和面间距离具有明显的影响。

由于分子中存在四个sp2杂化的氮原子可供质子化，研究人员测试了该化合物溶液对四种不同酸（两种无机酸：盐酸和硫酸，两种有机酸：三氟乙酸和三氟甲磺酸）的响应。研究表明，两种化合物在10-5 mol L-1浓度下，对四种酸均表现出了肉眼可见的变色现象，吸收光谱明显红移，而且酸的质子化能力越强，红移越明显。特别是硫酸和三氟甲磺酸的条件下，溶液从淡黄色变成了蓝色，吸收光谱红移超过了200 nm。在加入三乙胺对酸性溶液进行中和之后，溶液的颜色和吸收光谱都得到了很好的复原。以上结果表明，该分子对质子的识别不仅具有很好的灵敏度，而且具有很高的稳定性。

论文信息：

Butterfly‐like Tetraazaacenequinodimethane Derivatives: Synthesis, Structure and Halochromic Properties

Dr. Zhongbo Zhang，Dr. Wei Sun，Huanxiang Zhang，Dr. Xinxiong Li，Dr. Fei Yu，Prof. Jia Zhu，Prof. Xianggao Li，Prof. Qichun Zhang

Chemistry – An Asian Journal

DOI: 10.1002/asia.202000587

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