[发明专利]一种氧化还原响应型溶致液晶材料

说明书

一种氧化还原响应型溶致液晶材料，所述材料分子式为：11‑二茂铁基正十一烷基甲基丙烯酸乙酯基二甲基溴化铵，所述材料能够实现还原态(I⁺)和氧化态(I²⁺)的可逆转换，所述可逆转换能够在室温下进行。在药物控释、洗涤、微乳化技术与食品工业等许多领域也有着广泛的应用前景。

技术领域

一种氧化还原响应型溶致液晶材料，特别涉及一种响应光聚合、氧化还原反应的溶致液晶材料。

背景技术

表面活性剂的分子结构具有双亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团，这种结构既能溶于水，又有较强的逃逸的趋势，既可在界面形成吸附，又可在溶液中通过自组装而聚集形成超分子体系如胶束、囊泡、脂质体、单层及多层分子膜等。近年来，含有二茂铁基团的表面活性剂已经引起了研究者们的关注。在氧化还原调控研究方面，日本的Saji等研究组报道了FcCH₂N⁺(CH₃)₂CnH_2n+1Br^-(n＝8，12，16)表面活性剂在水溶液中聚集行为。研究表明，利用二茂铁基团的氧化与还原，可以可逆的调控其在水溶液的胶束状态：还原态时，处于胶束状态，当处于氧化状态时，二茂铁基团从憎水性变成了亲水性，胶束被破坏，而当被还原时，胶束又会重新形成。

表面活性剂在一定的浓度范围内能形成溶致液晶相织构，其有装载药物分子的能力并具有良好的生物膜渗透性，又因为其黏度大的特点，对药物分子可达到控释的目的，有望用于药物控释等领域。另外，溶致液晶在洗涤、微乳化技术与食品工业等许多领域也有着广泛的应用前景。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本申请提出一种氧化还原响应型溶致液晶材料所述材料分子式为：11-二茂铁基正十一烷基甲基丙烯酸乙酯基二甲基溴化铵，所述材料能够实现还原态(I⁺)和氧化态(I²⁺)的可逆转换，如图4所示，11-二茂铁基正十一烷基甲基丙烯酸乙酯基二甲基溴化铵的二茂铁基处于还原态时，记为I⁺，当分子中的二茂铁基被氧化时(例如加入硫酸铁)，失去电子，处于氧化态，记为I²⁺，并且这个过程可逆，可以加入还原剂被还原(例如加入抗坏血酸)，重回I⁺)。

图4 I⁺的化学结构式以及其电子转移反应式(还原态(I⁺)和氧化态(I²⁺)的可逆转换)；

可优选的是，所述可逆转换能够在室温下进行。

可优选的是，氧化时，在所述材料中加入1.1倍摩尔量的氧化剂硫酸铁，还原时是加入1.1倍摩尔量的还原剂抗坏血酸，所述材料的水体系在还原态时为黄色液体，氧化后为蓝 色液体。

可优选的是，在50wt％I⁺水溶液中，硫酸铁氧化后，处于还原态的I⁺水溶液原有的三级衍射峰全部消失，I²⁺水溶液处于无定形态；通过光聚合的方法固定I⁺水溶液的溶致液晶结构，采用对浓度50wt％I⁺水溶液原位光聚合，发现聚合后，XRD衍射峰有序度减低，但仍然可以观察到衍射峰，说明有序结构得以保持，只是有序程度有所下降；即通过紫外光引发，成功实现了I⁺的光聚合，聚合后液晶织构保持。

可优选的是，在高浓度的I⁺水溶液存在溶致液晶行为；所述高浓度的I⁺水溶液具体为≥40wt％。