一种热稳定且可光致手性翻转的化合物及其制备方法

本发明涉及有机荧光小分子领域，具体涉及一种热稳定且可光致手性翻转的化合物及其制备方法。

背景技术：

1、可光致异构的腙类化合物是光化学研究领域的一个研究热点，相比于其它光响应分子，腙类化合物的优势在于热稳定性高，合成简易，易进行结构修饰。腙类化合物在光活化位点的氢原子能够与临近的氧原子或氮原子等形成氢键作用，进而形成大共轭平面结构。通过光照使腙类分子发生顺反异构，能够改变分子的共轭平面结构。

2、利用腙类化合物的这种共轭平面结构变化构建具有手性变化性质的新型光响应分子是近年来新兴的一个研究方向。这种光响应手性分子在手性信息储存，胆甾相液晶调控等领域具有巨大的潜力。

3、然而，目前的腙类手性分子存在手性变化小，手性不可翻转的缺点，开发具有手性翻转特性的新型腙类手性分子目前仍然是一个有待研究的领域。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供了一种热稳定且可光致手性翻转的化合物及其制备方法，以解决现有技术的腙类手性分子存在手性变化小，手性不可翻转，导致应用受限的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种热稳定且可光致手性翻转的化合物及其制备方法，该化合物的结构通式如下所示：

3、

4、其中，x1至x6相同或不同并独立选自h或基团且x1至x6中的至少一个为基团该基团中的r官能团选自式(1)-(4)所示的任意基团，式(1)-(4)中n为大于零的正整数；

5、

6、y1至y4相同或不同，且独立选自h或式(5)-(13)所示任意基团，式(5)-(13)中n为大于零的正整数；

7、

8、根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种热稳定且可光致手性翻转的化合物的制备方法，包括以下步骤：

9、将苯乙醛酸和联萘二酚通过脱水缩合反应得到醛类化合物；

10、将醛类化合物与苯肼化合物在酸性催化条件下发生醛胺缩合反应生成腙类化合物，其中苯肼化合物的结构为：

11、

12、其中，r4-r6独立选自h或式(5)-(13)中所示任意基团。

13、作为本发明的进一步优选技术方案，所述将醛类化合物与苯肼化合物在酸性催化条件下发生醛胺缩合反应生成腙类化合物，具体包括：

14、提供醛类化合物的溶液，并置于反应容器中，加入1-2当量的苯肼化合物，加热得到混合物；在混合物中加入催化剂，搅拌反应，之后加入2-3当量去离子水淬灭反应；反应后，溶液降至室温，并通过抽滤除去溶液，取过滤所得沉淀，通过硅胶层析柱提纯。

15、作为本发明的进一步优选技术方案，所述催化剂为有机酸性催化剂。

16、作为本发明的进一步优选技术方案，所述热稳定且可光致手性翻转的化合物的制备方法，具体包括：

17、a：将苯乙醛酸溶于四氢呋喃，并置于反应容器内，室温搅拌一段时间后，加入0.2-0.5当量的联萘二酚，加热至50℃并反应20h；反应完成后得到混合物经过萃取提纯得到白色针状晶体，产物经过异丙醇重结晶后得到醛类化合物。

18、b：醛类化合物溶于乙醇，并加入2当量苯肼化合物，并加入0.1-0.2当量乙酸催化剂，搅拌反应4h后，加入4-6当量去离子水淬灭反应；反应后，溶液降至室温，并通过抽滤除去溶液，取过滤所得沉淀，通过硅胶层析柱提纯，得到热稳定且可光致手性翻转的化合物。

19、本发明所提供的热稳定且可光致手性翻转的化合物(又称光致异构手性腙类分子)的优点是：可以在可见光或紫外光照射下快速响应，发生分子平面共轭结构的消失与建立，从而造成分子手性大小和方向的可逆变化，具有快速的光响应性和良好的循环性能，以及通过共价键链接上的腙官能团能确保手性分子良好的手性切换能力。

20、本发明通过一系列合成反应，合成出了带有单个或多个腙官能团的光致手性翻转的化合物，光致手性翻转的化合物的手性大小和方向能够通过光照进行调控。

21、本发明通过一种普适性的方法，将腙官能团与轴手性的联萘二酚相结合，制备出了既能发生平面共轭结构变化，又能实现手性大小与方向可逆切换的功能分子。该分子上接入有单个或多个腙官能团，使分子在发生光致异构时，能够通过共轭平面形成与消失实现手性的大小和方向调控。因此，该分子有望制备出新一代光控智能材料，在发光材料领域有广泛的应用前景。该分子的潜在应用包括：

22、1)与小分子液晶单体形成胆甾相液晶，制备出调控特性的光响应智能材料；

23、2)基于分子的手性翻转特性，能在圆偏振荧光发射和圆偏振荧光强度与方向控制方面发挥作用；

24、3)有望在液晶高分子材料中将光致形变和手性翻转等现象结合起来，制备出新型智能材料和器件。

技术特征：

1.一种热稳定且可光致手性翻转的化合物，其特征在于，该化合物的结构通式如下所示：

2.一种权利要求1所述的热稳定且可光致手性翻转的化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的热稳定且可光致手性翻转的化合物的制备方法，其特征在于，所述将醛类化合物与苯肼化合物在酸性催化条件下发生醛胺缩合反应生成腙类化合物，具体包括：

4.根据权利要求3所述的热稳定且可光致手性翻转的化合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为有机酸性催化剂。

技术总结
一种热稳定且可光致手性翻转的化合物及其制备方法，其中制备方法包括：将苯乙醛酸和联萘二酚通过脱水缩合反应得到醛类化合物；将醛类化合物与苯肼化合物在酸性催化条件下发生醛胺缩合反应生成腙类化合物。本发明可以在可见光或紫外光照射下快速响应，发生分子平面共轭结构的消失与建立，从而造成分子手性大小和方向的可逆变化，具有快速的光响应性和良好的循环性能，以及通过共价键链接上的腙官能团能确保手性分子良好的手性切换能力。本发明通过一系列合成反应，合成出了带有单个或多个腙官能团的光致手性翻转的化合物，光致手性翻转的化合物的手性大小和方向能够通过光照进行调控。

技术研发人员：杨槐,兰若尘,张兰英
受保护的技术使用者：北京大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12