[发明专利]一种胆甾相硅氧烷侧链液晶高分子的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于有机材料合成领域，涉及一种胆甾相硅氧烷侧链液晶高分子及其制备方法，特别是交联剂含联二萘基团的胆甾相硅氧烷侧链液晶高分子及其制备方法。

背景技术

液晶高分子是在一定条件下能以液晶相存在的高分子，它兼具小分子液晶和高分子的性能，即一方面具备小分子液晶的光学各向异性、介电常数各向异性等特性，另一方面，聚合物的引入又赋予液晶高分子以新的特性，如优良的加工特性、保持材料的完整性及分子设计的任意性等。根据液晶基元在分子链中连接位置的不同通常将液晶高分子分为主链型液晶高分子和侧链型液晶高分子。

侧链型液晶高分子起步较晚，但大量理论与实验结果表明，侧链型液晶高分子能够更有效地发挥小分子侧链液晶与高分子主链骨架的优势，将小分子液晶的性质和聚合物材料的性质更有效地结合在一起。保留小分子液晶对外场的响应能力，即在光、热、电、磁等物理因素的作用下显示较大而稳定的各向异性，同时又具有高分子所具备的良好的加工性能并稳定小分子液晶的有序排列，在电光材料、非线性光学材料、分离功能膜材料以及记录材料等方面具有很大的开发潜力与广阔的应用前景，引起了人们极大的研究与开发兴趣。

将手性液晶基元和非手性液晶基元或手性非液晶基元接枝于高分子骨架上是获得胆甾相侧链液晶高分子的有效手段，而以此方式所获得的液晶高分子将具备小分子胆甾相液晶与高分子易加工成型的双重特性，如既具备小分子胆甾相液晶的选择性反射、旋光性等特性，又可如塑料那样成膜。另外，以聚硅氧烷为主链时，液晶基元可以有很大的自由度进行最佳排列，使能量最低，相应的液晶高分子的玻璃化转变温度较低、液晶相的温度范围较宽。因此，聚硅氧烷是制备液晶高分子理想的骨架材料。

联萘二酚衍生物由于其分子的非线性等特点，一般都有较大的螺旋扭曲力，若将其引入到硅氧烷侧链液晶高分子的制备中，将得到螺旋扭曲力较大的，更适合用于光增亮膜等电光材料的硅氧烷侧链液晶高分子。

发明内容

本发明目的之一在于合成含两个双键的联二萘酚衍生物，这种物质可以作为交联剂用于合成硅氧烷侧链液晶高分子。

本发明目的之二在于交联剂含联二萘基团的胆甾相硅氧烷侧链液晶高分子的制备方法。

一种胆甾相硅氧烷侧链液晶高分子的制备方法，其特征在于由交联剂、液晶性单体及聚甲基氢硅氧烷制成，胆甾相硅氧烷侧链液晶高分子的结构为：

其中n为3-15的整数，x : y为1:9-9:1；

所使用的交联剂为对烯氧基苯甲酸联萘二酚酯，结构式为：

所使用的液晶性单体为对烯氧基苯甲酸胆固醇酯，结构式为：

。

上述的交联剂含联二萘基团的胆甾相硅氧烷侧链液晶高分子的制备方法，其特征在于，该方法具有如下步骤：

A: 由对羟基苯甲酸乙酯制备对烯氧基苯甲酸：将对羟基苯甲酸乙酯溶于丁酮中，并置于反应容器中，加入2-3当量的氢氧化钠后，逐渐滴加1.0-1.5当量的烯溴，加热回流20-40小时。反应结束后滤去固体，旋蒸除去溶剂，向反应瓶中加入2-4.5当量的氢氧化钾，并溶于水中，加热回流10-20小时；乙醚萃取，水相用浓盐酸酸化到PH值2-4，过滤；固体用乙醇重结晶得白色针状晶体。

B: 酯化反应合成交联剂：将步骤A中所得白色针状晶体溶于2-4当量的二氯亚砜中，回流反应5-10小时。反应完后真空旋干剩余溶剂，并溶于四氢呋喃中，加入0.5-0.7当量的联萘二酚，回流反应10-20小时。抽滤，滤液用水洗，水洗液用二氯甲烷萃取，收集有机相，旋去溶剂后，柱层析得白色粉末，展开剂为石油醚：乙酸乙酯为2：3，所得产物即为交联剂对烯氧基苯甲酸联萘二酚酯（b）。

C: 酯化反应合成液晶单体：将步骤A中所得白色针状晶体溶于2-4当量的二氯亚砜中，回流反应5-10小时。反应完后真空旋干剩余溶剂，并溶于四氢呋喃中，加入1.0-1.5当量的胆固醇，回流反应10-20小时。抽滤，滤液用水洗，水洗液用二氯甲烷萃取，收集有机相，旋去溶剂后，柱层析得白色粉末，展开剂为石油醚：乙酸乙酯为2：3，所得产物即为液晶性单体对烯氧基苯甲酸胆固醇酯（c）。