一种侧链偶氮苯聚合物凝胶及其制备方法和手性光开关的构建技术

本发明专利技术公开一种侧链偶氮苯聚合物凝胶及其制备方法和手性光开关的构建，属于高分子聚合物手性诱导及调控技术领域。本发明专利技术提供一种侧链偶氮苯聚合物，将其制成侧链偶氮苯聚合物凝胶，利用圆偏振光诱导及调控其手性，构建了一系列手性光开关。本发明专利技术首先将侧链偶氮苯聚合物通过超分子组装技术制备成凝胶薄膜，然后利用圆偏振光诱导和调控侧链偶氮苯聚合物凝胶的手性。同时，利用紫外光和加热冷却处理可以对其手性进行擦除和恢复，实现了手性光开关的构建，并利用凝胶

【技术实现步骤摘要】
一种侧链偶氮苯聚合物凝胶及其制备方法和手性光开关的构建


[0001]本专利技术涉及一种侧链偶氮苯聚合物凝胶及其制备方法和手性光开关的构建，属于高分子聚合物手性诱导及调控


技术介绍

[0002]手性是自然界的一个基本特征，在从分子到超分子的各个层次上都有表现。构筑多重刺激响应材料，并实现其手性光学性质的精准调控，这在手性开关、信息存储和光学显示等各个领域显示出巨大的应用潜力。
[0003]偶氮苯基团可以在外界光热等刺激作用下，通过改变它们的极性、形状和大小，进而实现其顺反异构，是一类典型的光控材料。将手性基团引入偶氮苯聚合物为制备光响应手性材料提供了更多的选择，对偶氮苯聚合物手性材料的可控合成及调控具有重要意义。目前赋予分子手性的方法有很多，可以大致分为以下几类：(1)偏振光照射法；(2)生物化学法；(3)手性溶剂和手性催化法；(4)反应物手性中心诱导法。其中圆偏振光(CPL)诱导法具有广泛的光学性质、无角依赖性、安全、无污染、远程可操控性并且方便、高效且可调性高等优点，常常应用于手性光响应聚合物制备，但是对于凝胶体系的偶氮苯聚合物手性光开关的构筑以及凝胶下手性识别对映体分子探针设计研究较少，因此构筑具有手性排列结构的侧链偶氮苯凝胶聚合物并赋予其手性光开关精准调控，同时构筑手性识别探针具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术制备了一种侧链偶氮苯聚合物，将其制成侧链偶氮苯聚合物凝胶，利用圆偏振光诱导其手性，构建了一系列手性光开关，并设计了基于凝胶
‑
溶胶转变的手性对映体识别探针。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]本专利技术的目的之一是提供一种侧链偶氮苯聚合物凝胶，该聚合物凝胶由侧链偶氮苯聚合物凝胶，其中Azo
‑
PM的结构式如下：
[0007][0008]进一步限定，具体的将Azo
‑
PM溶解在溶剂中，将其超声加热至溶剂沸点，并保温30min，取出自然放冷至室温，得到侧链偶氮苯聚合物凝胶。
[0009]更进一步限定，溶剂为苯、甲苯、二氯乙烷、二氧六环、环戊酮、乙酸乙酯或三乙胺。
[0010]本专利技术的目的之二是提供一种上述侧链偶氮苯聚合物凝胶的制备方法，该方法具体操作过程为：将Azo
‑
PM溶解在溶剂中，将其超声加热至溶剂沸点，并保温30min，取出自然放冷至室温，得到侧链偶氮苯聚合物凝胶。
[0011]本专利技术的目的之三是提供一种制备上述侧链偶氮苯聚合物凝胶的Azo
‑
PM的制备方法，该方法具体操作过程如下：
[0012]S1，制备单体Azo
‑
M；
[0013]S2，以单体Azo
‑
M为原料，在偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂条件下，利用自由基聚合反应原理制备偶氮苯聚合物Azo
‑
PM。
[0014]进一步限定，Azo
‑
M的结构式如下：
[0015][0016]进一步限定，S1的操作过程为：
[0017](1)将羧基偶氮苯、胆固醇和DMAP加入到二氯甲烷中，超声处理，然后在30℃条件下向体系中滴加DCC的二氯甲烷溶液，继续反应72h，反应结束后抽滤，依次用稀盐酸、碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤，保留有机相并加入无水硫酸镁进行干燥，粗产物用洗脱剂过柱，将收集的橘黄色液体进行旋蒸、干燥，得到棕红色固体Azo
‑
1；
[0018](2)将碳酸钾、碘化钾和Azo
‑
1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72h，加入蒸馏水，抽滤，真空干燥，产物用洗脱剂过柱，得到橙色固体Azo
‑
2；
[0019](3)将DMAP、Azo
‑
2和甲基丙烯酸溶解在二氯甲烷中，然后滴加DCC和二氯甲烷的混合液，30℃反应72h，反应结束后抽滤，依次用稀盐酸、碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤，保留有机相并加入无水硫酸镁进行干燥，粗产物用洗脱剂过柱，将收集的橘黄色液体进行旋蒸、干燥，得到橙色固体Azo
‑
M。
[0020]进一步限定，S2的操作过程为：将Azo
‑
M和AIBN加入到聚合管中，然后加入DMF，经过冷冻、抽真空、充氮气三次循环后，在70℃反应72h，反应结束后将反应液滴加到甲醇中进行沉淀，得到棕红色固体Azo
‑
PM。
[0021]更进一步限定，Azo
‑
M和AIBN的摩尔比为20:1，Azo
‑
M在反应体系中质量浓度为10％。
[0022]本专利技术的目的之三是提供一种上述侧链偶氮苯聚合物凝胶的应用，具体的用于构建手性光开关。
[0023]进一步限定，采用450nm左旋圆偏振光对侧链偶氮苯聚合物凝胶照射30min，在圆二色光谱中观察到一个左旋的螺旋结构；再用450nm右旋圆偏振光对其照射40min，在圆二色光谱中观察到一个右旋的螺旋结构，可以进行多次可逆的循环。
[0024]进一步限定，采用450nm圆偏振光对侧链偶氮苯聚合物凝胶照射30min，诱导出手性结构，然后采用365nm紫外光照射对其凝胶
‑
溶胶转变，擦除手性结构；再通过加热处理并冷却得到侧链偶氮苯液晶聚合物凝胶，恢复手性结构，可以进行多次可逆的循环。
[0025]本专利技术的目的之四是提供一种上述侧链偶氮苯聚合物凝胶的应用，具体的于构建手性分子识别探针。
[0026]本专利技术首先将侧链偶氮苯聚合物超分子组装制备成凝胶，利用圆偏振光诱导和调控侧链偶氮苯聚合物凝胶的手性，利用紫外光可以对其手性进行擦除，通过加热冷却可以其手性恢复，实现了手性光开关的构建。同时基于手性结构偶氮苯凝胶体系，构建了手性对映体分子识别探针。与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0027](1)本专利技术实现了凝胶体系的偶氮苯聚合物手性光开关的构筑以及凝胶下手性识别对映体分子探针，为扩展侧链偶氮苯聚合物凝胶的制备以及对映体识别探针的构建提供了新策略；
[0028](2)本专利技术制备的侧链偶氮苯聚合物凝胶采用圆偏振光诱导技术诱导其手性，具有广泛的光学性质、无角依赖性、安全、无污染、远程可操控性等优点，并且光的波长、偏振状态和强度可精确调控等特性，且通过光和热的简便操作实现了手性光开关的构建及调控，可用于构建可逆循环的手性光开关和可重写手性光学数据存储材料，为构筑多重刺激响应材料提供了额外的价值。
[0029](3)本专利技术提供的侧链偶氮苯聚合物凝胶可用于构建手性识别探针，可应用于生物医学、精细化工等领域范围。
附图说明
[0030]图1为Azo
‑
1的合成路线图；
[0031]图2为Azo
‑
2的合成路线图；
[0032]图3为Azo
‑
M的合成路线图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种侧链偶氮苯聚合物凝胶，其特征在于，由偶氮苯聚合物Azo
‑
PM在溶剂中进行超分子组装制备得到，其中Azo
‑
PM的结构式如下：2.一种权利要求1所述的侧链偶氮苯聚合物凝胶的制备方法，其特征在于，将Azo
‑
PM溶解在溶剂中，将其超声加热至溶剂沸点，并保温30min，取出自然放冷至室温，得到侧链偶氮苯聚合物凝胶。3.一种权利要求1所述的制备侧链偶氮苯聚合物凝胶使用的Azo
‑
PM的制备方法，其特征在于，包括：S1，制备单体Azo
‑
M；S2，以单体Azo
‑
M为原料，在偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂条件下，利用自由基聚合反应原理制备偶氮苯聚合物Azo
‑
PM。4.根据权利要求3所述的Azo
‑
PM的制备方法，其特征在于，Azo
‑
M的结构式如下：5.根据权利要求3所述的Azo
‑
PM的制备方法，其特征在于，S1的操作过程为：(1)将羧基偶氮苯、胆固醇和DMAP加入到二氯甲烷中，超声处理，然后在30℃条件下向体系中滴加DCC的二氯甲烷溶液，继续反应72h，反应结束后抽滤，依次用稀盐酸、碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤，保留有机相并加入无水硫酸镁进行干燥，粗产物用洗脱剂过柱，将收集的橘黄色液体进行旋蒸、干燥，得到棕红色固体Azo
‑
1；(2)将碳酸钾、碘化钾和Azo
‑
1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72h，加入蒸馏水，抽滤，真空干燥，产物用洗脱剂过柱，得到橙色固体Azo
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，于忠华，穆煜聪聪，徐宏程，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：