[发明专利]一种光敏手性大环分子及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种光敏手性大环分子及其制备方法和应用，属于光响应材料制备领域。

背景技术

偶氮化合物是一类重要的有机化合物,广泛地用于染料和分析试剂。偶氮化合物在光信息存储材料，非线性光学材料，液晶材料，生物活性光调控，纳米材料等领域都有重要的应用价值。含偶氮苯类的化合物以其特有的光响应性质成为功能材料研究的一个前沿领域，展现出广阔的发展前景。联萘类化合物是近年来研究较多的具有轴不对称性质的联芳香化合物。萘环本身没有手性，但当两个萘环在1位相连，且在2，2’位引入两个取代基后，就成了一个具有C2轴的手性化合物。一方面，两个萘环的体积较大使得其空间结构具有刚性；另一方面，两个环之间具有一定的旋转余地，从而具有一定的韧性，这也就使得其成为不对称合成中优异的手性源。目前很少有一种分子可以通过光照控制分子的络合能力。因此，本领域的技术人员致力于开发一种新的具有光照响应、手性大小可调的光敏手性大环分子，通过光照波长的变化使其在液晶中的扭曲常数变化，控制对手性铵盐的络合与释放。

发明内容

本发明旨在提供一种光敏手性大环分子及其制备方法与用途，本发明的光响应手性大环分子热稳定性好，容易合成，结构易于修饰和裁剪，光响应速度快，对手性铵根离子的识别能力较强。

本发明的光敏手性大环分子，具有下述结构通式：

式中，R₁选自-H、-CH₃、-CF₃、-F、-NO₂、-OCH₃或-COOCH₃；n为不大于10的正整数，优选n不大于5。

本发明还公开了该光敏手性大环分子的制备方法，其采用下述步骤：

a)、将寡聚乙二醇，氢氧化钠和对甲基苯磺酰氯在惰性气氛下、四氢呋喃溶剂中室温搅拌8-12h，纯化洗涤并干燥后得到中间体1；

b)、将所述中间体1、邻二羟基偶氮苯、碳酸铯和二苯并十八冠六溶解在N-N二甲基甲酰胺溶剂中，在惰性气氛下、加热回流10-15h，分离、洗涤并干燥后得到中间体2；

c)、将所述中间体2、手性联萘酚类化合物、碳酸铯和二苯并十八冠六溶解在N-N二甲基甲酰胺溶剂中，在惰性气氛中、室温下搅拌反应60-80h，分离、洗涤并干燥后得到目标产物。

步骤a)所述寡聚乙二醇、氢氧化钠和对甲基苯磺酰氯的摩尔比优选为1：2-2.3：2-2.3，更优选为1：2.2：2.2。

步骤b)所述中间体1、邻二羟基偶氮苯、碳酸铯和二苯并十八冠六的摩尔比优选为3-3.4：1：3-3.4：0.3-0.35，更优选为3：1：3：0.3。

步骤b)所述干燥后采用硅胶柱层析再真空干燥，所述硅胶柱层析时的流动相优选为正己烷：乙酸乙酯＝4：1(v/v)。

步骤c)中所述手性联萘酚化合物的结构式为：

式中R₁选自-H、-CH₃、-CF₃、-F、-NO₂、-OCH₃或-COOCH₃。

步骤c)所述中间体2、手性联萘酚类化合物、碳酸铯和二苯并十八冠六的摩尔比优选为1：1-1.2：3-3.3：0.3-0.32，更优选为1：1.1：3：0.3。

步骤c)所述干燥后采用硅胶柱层析再真空干燥得目标产物，所述硅胶柱层析时的流动相为正己烷：乙酸乙酯＝3：2(v/v)。

上述所述惰性气氛可以为氮气、氩气、氦气、氖气等。

本发明所述光敏手性大环分子的用途，其可用于络合手性铵离子并由光照波长和强度来控制手性铵盐的络合与释放，可用于对胆甾型液晶的螺距的可逆调节。

本发明光敏催化剂剂的合成路线如下：

本发明的光敏手性大环分子可络合手性铵离子并可由光照波长和强度来控制手性铵盐的络合与释放。具体步骤如下：