[发明专利]手性单分散偶氮苯聚合物微球及其合成方法与应用

说明书

本发明公开了手性单分散偶氮苯聚合物微球及其合成方法与应用，首先通过有机合成得到含偶氮苯功能基团的苯乙烯类单体，接着利用在醇溶液中的分散聚合技术，以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，聚乙烯吡咯烷酮(PVP‑K30)作为分散剂，手性辛醇(S‑octanol,R‑octanol)为手性源来实现含手性的偶氮苯聚合物微球Azo‑OAPPs的制备，还可通过引入一定比例的双官能团单体二乙烯基苯单体与含偶氮苯功能基团的苯乙烯类单体无规共聚，增加了Azo‑OAPPs对紫外光的耐受性；为单分散的光学活性偶氮苯微球的制备提供了一种行之有效的方法。

技术领域

本发明属于高分子合成技术领域，具体涉及一种新型的含手性的单分散偶氮苯聚合物微球(Azo-OAPPs)的合成方法。

背景技术

近来，单分散聚合物微球的特殊结构引起了社会各界的广泛关注，各个领域对材料性能的要求越来越高，聚合物微球具有比表面积大、表面反应能力较强、以及吸附性优良等特殊性能。自上个世纪九十年代起，人们就已经开始了对交联微球的研究，经过一段时间的探索已经能够制备一系列单分散的、不同粒径的聚合物微球。在纳米至微米范围内的聚合物粒子已被广泛地应用于如油墨，油漆，涂料，化妆品，照相胶片等领域。最近，基于聚合物的功能化交联微球的研究引起了新领域的关注，例如药物递送，生物诊断和组合合成。功能化的单分散聚合物微球已被广泛地应用于二维和三维有序阵列的构建，在传感器，滤波器，光学开关，光伏器件，软光刻工艺以及其他领域都具有一定的应用前景。

手性是生物体和自然界的一个基本属性，它是指一个物体与其镜像不重合的性质，自然界中手性也广泛存在，包括微观尺寸的手性小分子、生物大分子，到宏观尺度的动植物螺旋结构。从仿生学角度出发，科学家们一直致力于构建精密有序的手性螺旋结构，模拟和探索生命中的有趣现象，制备手性材料、不对称催化材料和生物仿生材料等，这具有十分重要的意义。

含手性的聚合物纳米粒子(OAPPs)作为一类特殊的手性材料，由于其有趣的光学活性和独特的拓扑结构而受到了许多关注。与普通的聚合物颗粒相比，OAPPs在手性识别，手性分离和不对称催化领域中具有独特的性能和潜在的应用前景。但是以往报道的大多数OAPPs都是由手性聚合物或衍生自手性单体的手性螺旋聚合物直接制备的。应注意的是，这些报道中必须使用极高的成本和种类有限的手性单体，这严重阻碍了光学活性聚合物纳米粒子(OAPPs)进一步的应用。因此，从非手性单体来制备OAPPs变得越来越重要。

发明内容

针对上述情况，本发明在非手性偶氮苯单体的分散聚合中，加入一定含量的手性辛醇制备出含手性的单分散偶氮苯聚合物微球，尤其是得到大尺寸的偶氮苯微球；同时还可通过引入不同比例的二乙烯基苯单体(DVB)与非手性偶氮苯单体无规共聚，进而增加光学活性偶氮苯微球的手性对紫外光的耐受能力。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

手性单分散偶氮苯聚合物微球，其合成方法包括以下步骤，在手性小分子、引发剂、分散剂存在下，将苯乙烯基偶氮苯非手性单体在溶剂中进行聚合反应，得到手性单分散偶氮苯聚合物微球。

共聚手性单分散偶氮苯聚合物微球，其合成方法包括以下步骤，在手性小分子、引发剂、分散剂存在下，将苯乙烯基偶氮苯非手性单体与第二单体在溶剂中进行共聚合反应，得到共聚手性单分散偶氮苯聚合物微球。

本发明公开了上述共聚手性单分散偶氮苯聚合物微球或者手性单分散偶氮苯聚合物微球在制备手性材料和/或光致响应材料中的应用。

本发明还公开了手性小分子在苯乙烯基偶氮苯非手性单体聚合制备手性单分散偶氮苯聚合物微球中的应用。

本发明中，手性小分子为手性醇；比如手性辛醇，丁醇。

本发明中，苯乙烯基偶氮苯非手性单体的化学结构式如下：