專利名稱：一種主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物及其制備方 法，屬于有機(jī)分子液晶材料的合成技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
膽甾相最早是從膽甾醇類物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的，向列相液晶中混入手性添加 劑或在液晶中引入手性介晶基元也可得到膽甾相。由于均勻定向平面織構(gòu) 的膽甾相液晶在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)中心反射波長(zhǎng)為A= WoP (Wo為
液晶平均折射率;P為膽甾型液晶的本征螺距)的布拉格(Brag)反射，這使 其在高性能偏振片、光學(xué)濾波器、反射器、液晶顯示、裝飾材料及反射膜 等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。德國(guó)Merck (WO0234739)、日本Fuji Photo(JP2002179668)、 Chisso(JP11323342)和Minolta Camera (US5731861)
都在膽甾相液晶材料配方研究方面取得了很大進(jìn)展。
常見(jiàn)的用于顏色顯示的膽甾相液晶材料可以分為高分子液晶和中低分 子量液晶。目前高分子膽甾相液晶已被廣泛使用。但由于高分子的影響， 使這種膽甾相液晶黏度大，分子流動(dòng)性小，并且其螺旋結(jié)構(gòu)是固定的，所 以調(diào)整其結(jié)構(gòu)比較困難，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過(guò)程緩慢，不能實(shí)現(xiàn)在整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)可
逆的顏色變化。而分子量在1000左右的主鏈中含有剛性鏈的雙膽甾醇酯性
化合物，由于其能夠可逆地固化，其顏色在整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)變化，并且能夠 被控制和選擇，近年來(lái)，被作為可逆信息記錄材料進(jìn)行研究和開發(fā)。到目
前為止，分子量在1000左右的主鏈中含有剛性鏈的雙膽甾醇酯性化合物僅 僅由日本科學(xué)家Nobuyuki Tamaoki作出了一個(gè)系列產(chǎn)物，其研究成果發(fā)表 在ADVANCED MATERIALS 2001， 13，N0.15中。由于目前分子量在1000 左右的主鏈中含有剛性鏈的雙膽甾醇酯性化合物產(chǎn)品單一，且制備工藝復(fù)
4雜、原料價(jià)格昂貴、無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。因此，研究開發(fā)工藝簡(jiǎn)單、價(jià) 格低廉、具有工業(yè)化價(jià)值的新型主鏈中含有剛性鏈的雙膽甾醇酯性化合物 是非常誘人的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種主鏈中含環(huán)丁基的雙膽留醇酯型化合物及其制 備方法以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的主鏈中含有剛性鏈的雙膽甾醇酯性化 合物產(chǎn)品單一、制備工藝復(fù)雜、原料價(jià)格昂貴的問(wèn)題。
一種主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物，其特征是，主鏈中含有 環(huán)丁基，其分子結(jié)構(gòu)式如下
式中R為苯基、鹵代苯基、吡啶基、呋喃基或噻吩基。
本發(fā)明上述雙膽甾醇酯型化合物的制備方法，包括如下步驟和條件
A:將摩爾比為1/12 1/2的膽甾醇和肉桂酰氯或能夠進(jìn)行光二聚反應(yīng)
的肉桂酰氯衍生物(以保證膽甾醇完全反應(yīng))溶解在有機(jī)溶劑苯、甲苯、
二甲苯或環(huán)己烷中，加熱回流反應(yīng)4-8小時(shí)，生成酯；
B:將步驟A得到的反應(yīng)液溶于乙醚，依次用碳酸強(qiáng)堿鹽溶液、強(qiáng)酸 溶液、上述碳酸強(qiáng)堿鹽中的金屬陽(yáng)離子和強(qiáng)酸中的酸根離子組成的飽和鹽
溶液洗滌，分液收集有機(jī)相，干燥除去水份；
C:將步驟B所得的有機(jī)相蒸發(fā)90%以上的溶劑，將濃縮后的溶液再 溶于無(wú)水乙醚中，加入乙醚溶液體積20倍以上的無(wú)水乙醇或甲醇，沉淀， 得白色粉末狀固體產(chǎn)物，為膽甾醇酯；
D:將步驟C得到的產(chǎn)物加入有機(jī)溶劑苯、甲苯、二甲苯、環(huán)己烷中， 在惰性氣體保護(hù)下，紫外光源照射1-5小時(shí)后，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物；然后用硅膠柱分離，即得純的光二聚產(chǎn)物。
上述步驟B中碳酸強(qiáng)堿鹽溶液最好為Na2C03溶液、強(qiáng)酸溶液最好為
HC1溶液、上述碳酸強(qiáng)堿鹽中的金屬陽(yáng)離子和強(qiáng)酸中的酸根離子組成的飽
和鹽溶液最好為飽和NaCl溶液。
步驟D中所說(shuō)的紫外光源最好是采用主波長(zhǎng)為365nm的高壓汞燈。本發(fā)明制備的主鏈中含環(huán)丁烷的雙膽甾醇酯型化合物，通過(guò)驟冷可以
很容易地將液晶的分子排列固定下來(lái)，通過(guò)改變溫度可以反復(fù)改變膽甾相
液晶螺距，從而實(shí)現(xiàn)可逆信息記錄的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，制備方法簡(jiǎn)
單，所用原料價(jià)格較低，易于工業(yè)化。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l
A:將6.06g膽甾醇和8.18g肉桂酰氯溶解在50mL無(wú)水苯中，加熱回流反應(yīng)6小時(shí)。
B:將反應(yīng)液溶于50mL乙醚，依次用飽和Na2C03溶液，10。/。HC1溶液，飽和NaCl溶液洗滌，分液收集有機(jī)相，無(wú)水MgS04干燥24小時(shí)。
C:旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)90mL溶劑，將濃縮后的溶液再溶于10mL無(wú)水乙醚中，加入400mL乙醇沉淀，得到0.2g白色粉末狀固體產(chǎn)物。
D:將步驟C得到的0.2g白色粉末狀固體產(chǎn)物溶于50ml環(huán)己垸，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，高壓汞燈(主波長(zhǎng)365nm)照射2小時(shí)后，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物，用硅膠柱分離，得到R為苯基的主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物純產(chǎn)物。
實(shí)施例2
A:將6.06g膽甾醇和14.33g氯苯基丙烯酰氯溶解在100mL無(wú)水環(huán)己烷中，加熱回流反應(yīng)7小時(shí)。
B:將反應(yīng)液溶于100mL乙醚，依次用12。/。Na2C(V溶液，l /。HCl溶液，飽和NaCl溶液洗滌;分液收集有機(jī)相，無(wú)水MgS04干燥24小時(shí)。
6C:旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)180mL溶劑，將濃縮后的溶液再溶于20mL無(wú)水乙醚中，加入800mL無(wú)水乙醇沉淀，得O. 17g白色粉末狀固體產(chǎn)物。
D:將步驟C得到的0.17g白色粉末狀固體產(chǎn)物溶于50mL環(huán)己垸，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，高壓汞燈(主波長(zhǎng)365nm)照射5小時(shí)后，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物，用硅膠柱分離，得到R為氯苯基的主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物純產(chǎn)物。
實(shí)施例3
A:將6.06g膽甾醇和10.67g吡啶基丙烯酰氯溶解在50mL無(wú)水苯中，加熱回流反應(yīng)7小時(shí)。
B:將反應(yīng)液溶于50mL乙醚，依次用飽和Na2C03溶液，10。/。HC1溶液，飽和NaCl溶液洗滌;分液收集有機(jī)相，無(wú)水MgS04干燥24小時(shí)。
C:旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)90mL溶劑，將濃縮后的溶液再溶于10mL無(wú)水乙醚中，加入400mL無(wú)水甲醇沉淀，得0.22g白色粉末狀固體產(chǎn)物。
D:將步驟C得到的0.22g白色粉末狀固體產(chǎn)物溶于50ml環(huán)己烷，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，高壓汞燈(主波長(zhǎng)365nm)照射4小時(shí)后，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物，用硅膠柱分離，得到R為吡啶基的主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物純產(chǎn)物。實(shí)施例4
A:將6.06g膽甾醇和8.14g呋喃基丙烯酰氯溶解在50mL無(wú)水苯中，加熱回流反應(yīng)5小時(shí)。
B:將反應(yīng)液溶于50mL乙醚，依次用飽和Na2C03溶液，20。/。HC1溶液，飽和NaCl溶液洗滌;分液收集有機(jī)相，無(wú)水MgS04干燥24小時(shí)。
C:旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)卯mL溶劑，將濃縮后的溶液再溶于10mL無(wú)水乙醚中，加入400mL無(wú)水乙醇沉淀，得0.33g白色粉末狀固體產(chǎn)物。
D:將步驟C得到的0.33g白色粉末狀固體產(chǎn)物溶于50ml環(huán)己垸，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，高壓汞燈(主波長(zhǎng)365nm)照射5小時(shí)后，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物，用硅膠柱分離，得到R為呋喃基的主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物純產(chǎn)物。
實(shí)施例5
A:將6.06g膽甾醇和9.97g噻吩基丙烯酰氯溶解在50mL無(wú)水環(huán)己烷中，加熱回流反應(yīng)4小時(shí)。
B:將反應(yīng)液溶于50mL乙醚，依次用飽和Na2C03溶液，10。/。HC1溶液，飽和NaCl溶液洗滌，分液收集有機(jī)相，無(wú)水MgS04干燥24小時(shí)。
C-旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)90mL溶劑，將濃縮后的溶液再溶于10mL無(wú)水乙醚中，加入400mL無(wú)水甲醇沉淀，得0.19g白色粉末狀固體產(chǎn)物。
D:將步驟C得到的0.19g白色粉末狀固體產(chǎn)物溶于50ml苯，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，高壓汞燈(主波長(zhǎng)365nm)照射4小時(shí)后，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物，用硅膠柱分離，得到R為噻吩基的主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物純產(chǎn)物。
A:將6.06g膽甾醇和8.18g肉桂酰氯溶解在50mL無(wú)水苯中，加熱回流反應(yīng)6小時(shí)。
B:將反應(yīng)液溶于50mL乙醚，依次用12。/。Na2C03溶液，15。/。HC1溶液，飽和NaCl溶液洗滌，分液收集有機(jī)相，無(wú)水MgS04干燥24小時(shí)。
C:旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)94mL溶劑，將濃縮后的溶液再溶于10mL無(wú)水乙醚中，加入400mL乙醇沉淀，得到0.2g白色粉末狀固體產(chǎn)物。
D:將步驟C得到的0.2g白色粉末狀固體產(chǎn)物溶于50ml環(huán)己垸，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，高壓汞燈(主波長(zhǎng)365nm)照射4小時(shí)后，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物，用硅膠柱分離，得到純產(chǎn)物。得到R為苯基的主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物純產(chǎn)物。
8
權(quán)利要求
1. 一種主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物，其特征是，主鏈中含有環(huán)丁基，其分子結(jié)構(gòu)式如下式中，R為苯基、鹵代苯基、吡啶基、呋喃基或噻吩基。
2. —種權(quán)利要求l所述的雙膽甾醇酯型化合物的制備方法，包括如下步驟和條件A:將摩爾比為1/12 1/2的膽甾醇和肉桂酰氯或能夠進(jìn)行光二聚反應(yīng)的肉桂酰氯衍生物溶解在有機(jī)溶劑苯、甲苯、二甲苯或環(huán)己烷中，加熱回流反應(yīng)4-8h;B:將步驟A得到的反應(yīng)液溶于乙醚，依次用碳酸強(qiáng)堿鹽溶液、強(qiáng)酸溶液、上述碳酸強(qiáng)堿鹽中的金屬陽(yáng)離子和強(qiáng)酸中的酸根離子組成的飽和鹽溶液洗滌，分液收集有機(jī)相，干燥除去水份；C:將步驟B所得的有機(jī)相蒸發(fā)90%以上的溶劑，將濃縮后的溶液再 溶于乙醚中，加入乙醚溶液體積20倍以上的無(wú)水乙醇或甲醇，沉淀，得白 色粉末狀固體產(chǎn)物；D:將步驟C得到的產(chǎn)物加入有機(jī)溶劑苯、甲苯、二甲苯或環(huán)己垸中， 在惰性氣體保護(hù)下，紫外光源照射l-5小時(shí)后，除去溶劑，得到粗產(chǎn)物；然 后用硅膠柱分離，即得純產(chǎn)物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的制備方法，其特征是步驟D中所說(shuō)的紫外光源 來(lái)源于主波長(zhǎng)為365nm的高壓汞燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的制備方法，其特征是步驟B中所說(shuō)的碳酸強(qiáng)堿鹽溶液為Na2C03溶液、強(qiáng)酸溶液為HC1溶液、上述碳酸強(qiáng)堿鹽中的金屬陽(yáng) 離子和強(qiáng)酸中的酸根離子組成的飽和鹽溶液為飽和NaCl溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物及其制備方法，屬于有機(jī)分子液晶材料的合成技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的主鏈中含環(huán)丁基的雙膽甾醇酯型化合物具有如上的結(jié)構(gòu)式，通過(guò)驟冷可以很容易地將液晶的分子排列固定下來(lái)，通過(guò)改變溫度可以反復(fù)改變膽甾相液晶螺距，從而實(shí)現(xiàn)可逆信息記錄的目的。制備方法簡(jiǎn)單，所用原料價(jià)格較低，易于工業(yè)化。
文檔編號(hào)C07J9/00GK101463059SQ200710179840
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者董曉明, 杰 魏 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)