三苯二噁嗪功能性染料的合成及應用研究進展

崔金海, 張予東, 石海洋，胡新成

(1. 商丘師范學院 化學化工學院，河南 商丘 476000; 2. 河南大學 化學化工學院， 河南 開封 475004; 3.開封大學 材料與化工學院，河南 開封 475004)

三苯二噁嗪是由三個苯環、兩個噁嗪環共軛而成的一類化合物，具有典型的大π鍵共軛剛性平面結構特征，染料母體與環上的N、O雜原子最外層孤對電子相互作用，形成給-吸電子發色體，可見光區間最大摩爾吸光系數εmax介于6×104～8×104(L·mol-1·cm-1)之間，光牢度性能達到4.5～7級，在顏料、傳統和功能性染料方面具有廣泛的應用[1-2]。三苯二噁嗪染料的母體結構如圖1 所示。第一個三苯二噁嗪化合物 (TPDO 1，苯并[5,6][1,4]噁嗪[2,3-b]吩噁嗪) 的合成及結構確認，可以追溯到19世紀該類化合物作為染料和顏料，被廣泛用于各種紡織品、塑料制品及皮革領域的染色應用階段[3-4]。

圖1 三苯二噁嗪化合物的母體結構Fig.1 Matrix of triphenodioxazine (TPDO)

三苯二噁嗪化合物在顏料、染料上的多樣化應用前景，促進了人們對該類剛性π-共軛平面體系化合物在結構和性能上持續的探索。本文基于典型三苯二噁嗪染料的制備，對三苯二噁嗪功能染料在光敏化染料、有機半導體、超級電容器、二向色染料等方面的發展及其成環機理進行了總結，對三苯二噁嗪化合物未來發展方向進行了展望。

1 在太陽能電池光敏化染料上的應用

基于光敏劑應用的功能性染料，具有將太陽光能轉化為激發態染料價電子電能的特點。獲得的電能進一步從染料分子的LUMO能級，注入到具有光活性的介孔二氧化鈦導帶之中，從而實現了光敏染料的光電轉化功能。……