[发明专利]一类基于偶氮苯侧基的光响应聚合物、单体及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一类基于偶氮苯侧基的光响应聚合物、单体及其合成方法和应用，该光响应聚合物应用于液晶材料、光信息存储材料及非线性光学材料等领域。其具有如下结构式：其中，m表示间隔基亚甲基数量；n表示烷氧基尾链亚甲基数量，x表示重复单元个数；这类聚合物的表观相对数均分子量M_n至少在12kDa以上。这类聚合物是由其重氮单体经金属铑催化的卡宾定向聚合反应生成。室温搅拌后将聚合后的溶液加入甲醇和二氯甲烷的混合液中，再次搅拌，收集析出物溶于二氯甲烷中，收集沉淀，重复以上溶解沉淀操作多次，直至除去寡聚物和二聚体副产物，成功地获得系列对应的具有高密度、高立构规整性的侧挂偶氮苯基团的C1棒状液晶聚合物。

技术领域

本发明属于高分子合成领域，尤其涉及一类基于偶氮苯侧基的光响应聚合物、单体及其合成方法和应用。

背景技术

偶氮苯聚合物既具有偶氮苯基团的光致顺反异构化特性，又具有高分子材料优异的力学性能和加工性能，在液晶材料、光信息存储材料及非线性光学材料等许多领域都具有广泛的应用，近年来引起了研究工作者极大的关注。偶氮苯液晶聚合物不仅具有液晶的有序性和流动性，兼具加工成型性和缺陷容忍度，并且具有良好的光响应性。同时偶氮苯光响应性的特点也会对液晶性质产生显著影响，例如光引发的重新取向、光化学相转变以及光引起的分子协同运动等，从而赋予传统高分子液晶材料特殊的新性能。因此，探索并设计具有新颖结构和优异性能的偶氮苯液晶聚合物成为高分子化学和材料领域的重要课题之一。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提出一类基于偶氮苯侧基的光响应聚合物、单体及其合成方法和应用。本发明制得的这类侧链型偶氮苯聚合物具有优异的基于可逆的顺反异构化的光致变色效应，是一种颇具前景的光响应聚合物材料。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一类基于偶氮苯侧基的光响应聚合物，所述化合物具有如下结构：

其中，m＝6～10；n＝1～10；所述基于偶氮苯侧基的光响应聚合物的表观相对重均分子量为32kDa以上；数均分子量为12kDa以上。

优选的，所述基于偶氮苯侧基的光响应聚合物具有如下结构：

其中，m＝6，10；n＝1，4，8，10；所述偶氮苯侧基的光响应聚合物的数均分子量为12kDa以上。

优选的，所述一类基于偶氮苯侧基的光响应聚合物，具有如下的结构之一：

所述一类基于偶氮苯侧基的光响应聚合物单体的制备方法，包括如下步骤：

当m＝6～10；n≠1时，参见下面的化学反应式(式1)：

步骤1，式I与式C_nH_2n+1Br(n≠1)反应生成式II的步骤；

步骤2，式II在酸性条件下反应生成式III的步骤；

步骤3，式III经重氮化反应后与苯酚在酸性条件下反应生成式IV的步骤；

步骤4，式IV与式Br(CH₂)_mOH(m＝6～10)反应生成式V的步骤；

步骤5，式V与式BrCOCH₂Br反应生成式VI的步骤；

步骤6，式VI与1,2-双(对甲苯磺酰)肼、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯在THF溶液中生成式VII的步骤。

式1如下：