[发明专利]一类具有圆偏振发光性能的侧链型液晶聚合物及其制备方法

说明书

一类具有圆偏振发光性能的侧链型液晶聚合物及其制备方法。本发明公开一类具有圆偏振发光性能的侧链型液晶高分子及其制备方法。本发明先利用对羟基苯乙腈和二卤代烷反应生成对位含不同柔性间隔基长度的苯乙腈，再与含取代基的苯甲醛通过Knoevenagel反应生成含取代基的氰基二苯乙烯衍生物，再依次与氨基酸铜盐、三光气反应生成可聚合的N‑羧基内酸酐(NCA)单体，经开环聚合得到含有长柔性间隔基的侧链型圆偏振荧光液晶聚合物。本发明合成简单、纯化容易、原料便宜，同时合成的聚合物不仅具有明显的聚集诱导发光效应和液晶性能，还具有良好的圆偏振发光性能和较高的固态荧光量子产率。

技术领域

本发明涉及有机聚合物发光材料，具体涉及一类具有圆偏振发光性能的侧链型液晶聚合物其制备方法。

背景技术

圆偏振发光(CPL)是指一个手性发光系统具有的特殊的光学性质，它不仅可以表征手性分子激发态的结构信息，同时它还在化学探计、3D光学显示、光存储、液晶激光器等领域具有巨大的应用前景，因此有关圆偏振发光材料的研究逐渐成为了当前研究的一个热点。从结构上来看，具有圆偏振发光活性的材料通常由手性结构和荧光发色团两部分组成。过去，人们对传统的荧光分子研究大都限于稀溶液体系，这是因为当溶液中荧光分子的浓度过高或以聚集态存在时，其荧光强度会显著降低甚至被淬灭，由于该过程是因荧光分子的聚集而导致的，所以这种现象被命名为集聚导致淬灭(Aggregation-Caused Quenching,ACQ)。由于ACQ的存在，导致很多荧光分子在化学、物理、特别是在有机发光二级管(OrganicLight-Emitting Diodes，OLEDs)的实际应用中受到限制。直到2001年，唐本忠课题组合成出1-甲基-1,2,3,4,5-五苯基噻咯分子，发现该分子在稀溶液中几乎不发荧光，当向溶液中加入劣溶剂水后，单分散的荧光分子开始产生聚集，荧光强度显著地增强。唐本忠等人将这种现象称为聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)。AIE的出现大大提高了圆偏振发光材料应用的可能性，之后，一系列具有AIE性质的分子被设计合成并广泛研究，将AIE分子作为圆偏振发光活性材料的荧光发色团部分成为当前发光领域的研究热点之一。

目前报道的圆偏振发光材料分子主要集中在手性稀土配合物和有机手性小分子化合物，而小分子手性化合物成膜性不好，且小分子化合物机械性能和热稳定较差，这些缺点导致基于小分子手性化合物器件的效率和寿命普遍不高，在实际应用上受到了很大的限制。聚合物能克服小分子加工性能差、热稳定性不好的缺点，通常聚合物经过简单的旋涂、浇注等技术就能实现大面积固体薄膜的制备，但是目前报道的具有圆偏振发光性能的AIE型聚合物并不多，一般是通过将AIE生色团和手性分子进行偶联或共聚，AIE生色团大多位于聚合物主链。成义祥等(Journal of Materials Chemistry C,2013,1(31):4713-4719.)报道了一种以TPE和氨基酸衍生物偶联的圆偏振发光聚合物，该聚合物在THF中几乎不发光，随着水含量的增加，荧光强度逐渐增强，表现出典型的AIE特征，且聚合物在纯THF溶液中具有较大的圆偏振发光不对称因子g_lum；成义祥等(Polymer Chemistry,2015,6(13):2416-2422.)还将TPE和轴手性分子联萘二酚进行偶联，同样得到了具有AIE特征和圆偏振发光性能的聚合物；唐本忠院士(Journal of Materials Chemistry C,2018,6(17):4807-4816.)将含双叠氮基团的TPE和双炔基的手性氨基酸进行交替共聚，得到了同时具有AIE特征和圆偏振荧光性能的圆偏振发光聚合物；但是，在满足AIE性质和圆偏振发光性能的基础上，将液晶性引入聚合物中去获得具有圆偏振发光性能的液晶聚合物几乎还没有报道过，基于AIE特征的圆偏振发光侧链型液晶聚合物领域具有广阔的研究空间，液晶性的引入将会给聚合物的圆偏振发光性能带来什么样的变化，值得我们去进行全面的探究。