神奇的有机色素（续二）

陈荣圻

3.2 热致变色

有许多色素在光致变色中也存在热致变色，两者之间根本的区别是：光致变色反应的时间可快速到皮秒（picosecond），甚至飞秒（femtosecond）级；但热致变色反应相对要慢得多，这也决定了它的用途。前文提到过酚酞作为指示剂，pH 低于8.2 时为无色，高于8.2 时在水中变为桃红色；然而在醋酸钠的甲醇溶液中、pH 大于8.2 时，酚酞在20 ℃以下为浅桃红色，60 ℃却成深桃红色。

3.2.1 三芳甲烷内酯类

三芳甲烷内酯类是热致变色中最重要的一类。最早产业化商品的代表是结晶紫内酯，在室温下无色，温度升高后，内酯C—O 断裂形成羧基，变成深蓝色的双离子结构，反应如下所示。由内酯分子转变成羧酸分子，中心碳原子由sp3杂化态转变成sp2杂化态，形成大π 体系，无色化合物转变成有色化合物。

3.2.2 萤烷内酯类

萤烷内酯类是最主要的热致变色有机色素，与结晶紫内酯一样，需要与提供质子的有机化合物（如固体酸、双酚A 等）及有一定极性的有机溶剂复配而成。利用这些性质制成热敏纸可用于传真、心电图、分析仪器、复印纸等。一些萤烷内酯色素开环后的相应分子结构如下所示：

其他具有商品牌号的黑色热致变色的色素如下所示：

另有绿色内酯原体如下：

各种颜色内酯原体如下：

3.2.3 螺吡喃类

在光致变色色素中已经阐述了螺吡喃类化合物，这里所用热致变色螺吡喃化合物在结构上没有多大区别，其在高温（熔融或高沸点溶剂中回流）下也会像光照时一样开环显色。

螺吡喃化合物可以利用苯酚的弱酸作用，在螺吡喃的二氯甲烷溶液中很容易生成份菁。……