本论文包括三部分: 第一部分 螺吡喃和螺噁嗪类化合物的研究进展 本部分论文综述了光致变色的发展历程和研究现状。光致变色化合物作为可擦重写光信息存储材料的研究,是近年来光致变色领域中研究的热点之一。本部分论文系统地综述了光致变色的发展历程、光致变色作为信息存储的原理、有机光致变色化合物用于光信息存储介质具有的优点、真正具有实际应用前景的光致变色材料应具备的条件以及光致变色化合物的应用前景。详尽地论述了光致变色螺吡喃、螺噁嗪类化合物的研究概况,螺吡喃、螺嗯嗪是通过一个sp~3杂化的螺碳原子联结两个相互正交环系的分子,共轭面小,其溶液的吸收落在紫外区,不呈现颜色,但在受到此区域的紫外光激发后,分子中的C-O键发生异裂,从而分子的结构和电子的组态发生异构化和重排,两个环系由正交变为共平面,整个分子形成一个大的共轭体系,导致吸收光谱移向可见光区,因此呈现相应的颜色。在可见光或热的作用下其开环体PMC(实际上是多种光异构体的混合物)发生关环反应复原,此颜色变化是可逆的,即构成了一个典型的光致变色体系。并着重阐述了吲哚啉苯并螺吡哺、吲哚啉螺萘并噁嗪的性质、光解机理以及环境对它们的影响;此外,还重点叙述了含螺吡喃、螺噁嗪类光致变色高聚物的研究进展、应用及其开发前景。 第二部分 螺吡喃和螺噁嗪类化合物的合成及表征 本部分实验是在参考经典文献的基础上,结合本实验条件,设计使用了合成工艺简单、生产成本较低、反应条件温和、操作简便、可重复性好的方案合成了数十种中间体和14种光致变色螺吡喃、螺噁嗪的单体目标化合物,并运用元素分析、红外和核磁共振氢谱、碳谱等方法对其结构进行了表征。 第三部分 壳聚糖接枝/掺杂螺吡喃、螺噁嗪及光致变色性能的研究 本部分综述了天然高分子壳聚糖的各种改性反应,以及它们的种种广泛的应用及前景。光致变色聚合物是一类新型光致变色材料,具有重要的理论和应用研究价值。首次将天然高分子壳聚糖与螺吡喃和螺噁嗪类化合物单体接枝合成得到光致变色高聚物;同时还首次将壳聚糖与螺吡喃和螺噁嗪类化合物单体进行物理掺杂成膜,试图在天然产物壳聚糖改性方面以及光致变色体系螺吡喃、螺噁嗪中