扩展共轭骨架2H-萘并吡喃衍生物的合成及其光致变色性能研究

本研究针对传统2H-萘并吡喃（NP）光响应速率慢、抗疲劳性差等问题，设计合成了具有扩展共轭骨架的苯并萘并吡喃（BNPs）和萘并萘并吡喃（NNPs）两类新型衍生物。通过系统研究其在有机溶液和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中的光致变色行为，发现扩展共轭骨架可显著提升光响应速率、热褪色速率及抗疲劳性，为开发高性能光致变色材料（如眼科镜片、光信息存储）提供了新策略。

　　

在智能材料领域，光致变色化合物因其在光照下可逆的颜色变化特性，被广泛应用于眼科镜片、防伪标签和信息存储等领域。然而，传统2H-萘并吡喃（2H-naphthopyran, NP）及其简单衍生物存在光响应速率慢、热褪色效率低和抗疲劳性差等瓶颈问题，严重限制了其实际应用。如何通过分子设计提升这类材料的光致变色性能，成为研究者亟待解决的挑战。

针对这一科学问题，研究人员开展了扩展共轭骨架的2H-萘并吡喃衍生物的系统研究。通过将苯环或萘环引入NP骨架，设计出两类新型化合物——苯并萘并吡喃（benzonaphthopyrans, BNPs）和萘并萘并吡喃（naphthonaphthopyrans, NNPs）。研究团队采用紫外-可见光谱法监测了这些化合物在有机溶液和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄膜中的光致变色行为，重点分析了共轭骨架扩展对光响应动力学、热褪色速率和循环稳定性的影响。

分子设计与合成
通过多步有机合成路线，成功构建了BNPs和NNPs两类衍生物。核磁共振（NMR）和高分辨质谱（HRMS）证实了目标产物的结构纯度。

光致变色性能研究
在紫外光照射下，BNPs和NNPs均表现出显著增强的光响应速率，其开环体生成速度较母体NP提升约3倍。热力学分析显示，扩展共轭骨架使热褪色活化能降低，导致NNPs在PMMA中的半衰期缩短至母体NP的1/5。

抗疲劳性测试
经过100次光照-褪色循环后，BNPs和NNPs在甲苯溶液中仍保持90%以上的初始变色深度，远优于传统NP（仅剩40%）。这种优异的稳定性归因于扩展共轭体系对光致变色中间体的稳定化作用。

该研究证实，通过扩展π共轭骨架可同步优化2H-萘并吡喃的光响应性、热褪色速率和抗疲劳性。BNPs和NNPs在PMMA基质中的优异表现，尤其适用于需要快速响应和长期稳定性的应用场景（如自适应眼镜镜片）。这项发表于《Asian Journal of Organic Chemistry》的工作，为开发新一代高性能光致变色材料提供了明确的分子设计策略。

（注：关键技术方法包括紫外-可见光谱动力学分析、循环伏安法测定能级结构、PMMA薄膜制备与表征等）