[发明专利]一种近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜及其制备方法和手性光开关的构建

说明书

本发明公开了一种近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜及其制备方法和手性光开关的构建，高分子聚合物手性诱导及调控的技术领域。本发明提供一种非手性侧链型偶氮苯聚合物，将其制成近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜，利用圆偏振光诱导其手性，构建了一系列手性光开关。本发明首先将非手性侧链型偶氮苯聚合物制备成薄膜，然后通过退火使其形成近晶型液晶，利用圆偏振光诱导了偶氮苯液晶聚合物薄膜的手性，同时，利用紫外光和退火可以对其手性进行擦除，实现了手性光开关的构建，为扩展非手性侧链型偶氮苯聚合物的制备及其手性光开关的构建以及固相中从非手性源制备侧链型偶氮苯液晶聚合物手性光开光提供了新策略。

技术领域

本发明涉及一种近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜及其制备方法和手性光开关的构建，高分子聚合物手性诱导及调控的技术领域。

背景技术

手性聚合物的研究不仅在基础科学中变得非常重要，而且在许多实际应用中也变得非常重要，其潜在的应用包括手性传感、手性识别和手性发光器件。

含偶氮苯的聚合物是典型的光控材料，在可逆光开关材料领域非常有前景，在外界刺激下，偶氮苯聚合物中的偶氮苯基团在紫外和可见光的照射下能够发生可逆的顺反异构化，并且伴随着极性、形状和大小的变化，这对于构建手性光学材料、实现聚合物手性诱导和调控具有重要意义。目前，对于合成手性聚合物的方法主要有手性溶剂化诱导、手性掺杂、手性凝胶剂、圆偏振光(CPL)等，其中，CPL诱导法和手性溶剂诱导法具有方便、高效且可调性高等特点。虽然已经报道了很多使用CPL和手性溶剂诱导偶氮苯聚合物手性的例子，但是对于薄膜状态下非手性侧链型偶氮苯聚合物手性光开关的构建比较少，这对实际的生产运用具有重要的意义。

发明内容

本发明体制备了一种非手性侧链型偶氮苯聚合物，将其制成近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜，利用圆偏振光诱导其手性，构建了一系列手性光开关。

本发明的技术方案：

一种近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜的制备方法，该方法的实现步骤如下：

S1，单体Azo-A3的制备；

S2，以单体Azo-A3、DMF和AIBN为原料，利用自由基聚合反应原理制备偶氮苯聚合物Azo-PAN，将Azo-PAN溶于溶剂中，采用滴涂法制膜，得到偶氮苯聚合物薄膜；

S3，制得的偶氮苯聚合物薄膜进行退火处理，得到近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜。

进一步限定，单体Azo-A3的结构式如下：

更进一步限定，单体Azo-A3的制备过程的具体操作为：

(1)将对硝基苯胺加入到盐酸溶液中得到浑浊液，将浑浊液置于冰水浴中冷却并滴加亚硝酸钠溶液，搅拌30min后浑浊液变澄清，抽滤，在0℃条件下向滤液中滴加苯酚和氢氧化钠的混合液，并使用氢氧化钠溶液将反应溶液的pH调至7.0，继续反应4h，抽滤，滤饼饼用无水乙醇重结晶，得到棕红色固体Azo-A1；

(2)将碳酸钾、碘化钾和Azo-A1加入DMF中，混合均匀，然后在搅拌条件下滴加6-氯-1-己醇，120℃反应7h，加入蒸馏水，抽滤，滤饼用无水乙醇重结晶，得到橙色固体Azo-A2；

(3)将DMAP、Azo-A2、二氯甲烷和甲基丙烯酸混合，完全溶解后，滴加DCC和二氯甲烷的混合液，30℃反应72h，反应结束后抽滤，滤液依次用稀盐酸、5％碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤保留有机相并加入无水硫酸钠进行干燥，粗产物用洗脱剂过柱，将收集的橘黄色液体进行旋蒸，最后用无水乙醇重结晶得到橙色固体Azo-A3。