本申请涉及一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，属于偶氮化合物。
背景技术：
1、偶氮苯(ph-n＝n-ph)作为最经典的光开关分子之一，因其结构简单、光异构化过程中显著的几何变化以及易于调控的光开关性能而备受关注，特别是其可逆且快速响应的光异构化反应，偶氮苯类化合物在光响应材料、光药理学、光力驱动和太阳能存储等领域具有巨大的发展潜力。
2、在实际应用中，光开关分子的关键性质，包括激发波长、异构体比例和热稳定性等，对体系的整体性能至关重要。然而，传统偶氮苯类化合物难以兼顾这些关键性质。常规的分子往往需要用有害的紫外光来进行异构化。虽然可以通过取代基修饰来实现可见光异构化，但通常会显著降低z异构体的热稳定性。最近，文献visible-light-activatedheteroaryl azoswitches:toward a more colorful future(j.am.chem.soc.2024,146,19609-19620)展望了杂环偶氮分子的兴起为这备受关注的领域提供了前所未有的发展机遇。通过将偶氮苯一端的苯环替换成杂环，并结合取代基修饰，可以显著地改善和提升偶氮分子的光开关性质。然而，杂环偶氮苯类分子的开发与应用仍然面临挑战，主要包括缺乏合理的分子设计、难以兼顾光开关性能、合成方法有限以及难以实现衍生化。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，不仅兼容了可见光异构化和长半衰期，还赋予其易合成和易衍变性。
2、具体地，本申请是通过以下方案实现的：
3、一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，其结构式表示为：
4、上述噻吩基偶氮苯化合物在可见光条件下响应e→z异构、z→e异构，z异构的半衰期≥1.2天。
5、进一步的，作为优选：
6、所述可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物的结构式为下述结构中的任一种：
7、z异构半衰期为1.2天，e→z异构光波长为350、549nm，z→e异构光波长为400nm；
8、z异构半衰期为40.3天，e→z异构光波长为350、549nm，z→e异构光波长为407nm；
9、z异构半衰期为217.2天，e→z异构光波长为350、549、600nm，z→e异构光波长为407nm；
10、z异构半衰期为23.2天，e→z异构光波长为350、549、600nm，z→e异构光波长为407nm；
11、z异构半衰期为1.4天，e→z异构光波长为350、549nm，z→e异构光波长为407nm。
12、上述结构的噻吩基偶氮苯化合物通过杂环噻吩-2-羧酸甲酯在特定波长下实现可见光响应，并通过灵活调整苯环上的取代基有效调控z异构体的半衰期。
13、上述一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物的制备方法如下：将3-氨基噻吩-2-羧酸甲酯和亚硝基苯为原料加入到冰醋酸中，40～60℃温度下搅拌反应至亚硝基苯反应完全，在反应体系中加入去离子水，萃取，合并有机相，洗涤有机相，干燥，柱层析分离得到成品可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物；
14、所述3-氨基噻吩-2-羧酸甲酯结构式为：
15、所述亚硝基苯结构式为：r为h、卤素、氨基等任一可能基团。
16、上述制备方法原料易得，反应条件温和，合成简单，通过对亚硝基苯的苯环上取代基进行修饰，可以衍生出多种具有长半衰期的可见光控的杂环偶氮苯类光响应功能分子。
17、更优选的：
18、所述亚硝基为下述结构中的任一种：
19、
20、所述萃取采用二氯甲烷，萃取2～3次。
21、所述洗涤包括饱和碳酸氢钠溶液、饱和食盐水洗涤，碳酸氢钠溶液优选采用10％碳酸氢钠溶液。
22、所述干燥是指有机相采用无水硫酸钠干燥。
23、所述柱层析分离的pe:ea＝10～20:1。
24、上述过程的反应表达式如下：
25、
26、上述的噻吩基偶氮苯化合物作为可见光响应的光开关分子使用，由于可见光占太阳光中的绝大部分，因此可见光响应是高效利用太阳光能量的关键性能指标，同时偶氮分子高的光异构化产率有利于提高光能向化学能的转化能量密度，而长的半衰期可以有效实现能量的稳定存储。因此，噻吩基偶氮苯化合物作为优势母核光开关分子在分子热储能应用上具有显著潜力。
27、本申请所提供的噻吩基偶氮苯化合物在549nm的绿光照射下可以实现e→z异构，在400nm的蓝光照射下可以实现z→e异构。通过调节噻吩基偶氮苯分子苯环上的取代基种类，我们发现不仅能改善双向可见光异构化的产率，还能显著提升z异构体的半衰期，达到月级别。迄今为止，如此高的z异构体热稳定性在可见光控杂环偶氮分子领域尚未实现，以往的报道仅限于天级别。总的来说，本发明为开发和应用长半衰期的可见光控杂环偶氮苯类功能分子提供了一条便捷路径，半衰期的重大突破对可见光响应光开关分子的未来发展具有重要意义。
1.一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，其特征在于，其结构式表示为：
2.根据权利要求1所述的一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，其特征在于，所述可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物的结构式为下述结构中的任一种：
3.根据权利要求1所述一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，其特征在于，制备方法如下：将3-氨基噻吩-2-羧酸甲酯和亚硝基苯为原料加入到冰醋酸中，40～60℃温度下搅拌反应至亚硝基苯反应完全，在反应体系中加入去离子水，萃取，合并有机相，洗涤有机相，干燥，柱层析分离得到成品可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物；
4.根据权利要求3所述的一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，其特征在于，所述亚硝基为下述结构中的任一种：
5.根据权利要求3所述的一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，其特征在于：所述萃取采用二氯甲烷，萃取2～3次。
6.根据权利要求3所述的一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，其特征在于：所述洗涤包括饱和碳酸氢钠溶液、饱和食盐水洗涤。
7.根据权利要求3所述的一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，其特征在于：所述干燥是指有机相采用无水硫酸钠干燥。
8.根据权利要求3所述的一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，其特征在于：所述柱层析分离的pe:ea＝10～20:1。
9.根据权利要求1所述的一种可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物，其特征在于：所述可见光响应的噻吩基偶氮苯化合物作为光开关分子使用。
