烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物及其制备方法
阅读：207发布：2020-05-08
专利汇可以提供烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开烷基咪唑四卤合 铁 盐取代的联苯型 磁性 功能 聚合物 及其制备方法，以5‑降 冰 片烯‑2,3‑二甲酰亚胺为原料，将联苯 液晶 基元与结构型磁性基元同时整合到聚合物上，制备了兼有液晶行为和磁性行为的聚合物，扩大了该类材料的应用范围，在制备信息存储材料、吸波材料、磁成像、 电子 显示等方面具有潜在应用。，下面是烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物及其制备方法专利的具体信息内容。
1.烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物，其特征在于，具有下述化学结构式：
聚合度n为50-300，分散系数小于1.3。
2.根据权利要求1所述的烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物，其特征在于，在300K下，烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物为铁磁性物质，矫顽力平均为10—13Oe，剩余磁化率平均为10—10.5×10-4emu/g，随温度升高铁磁性质增强。
3.烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物的制备方法，其特征在于，在Grubbs三代试剂催化下，利用中间产物d作为聚合单体，通过活性开环易位聚合方法进行制备，然后再将聚合物与FeCl3·H2O的反应，得到烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物，其中中间产物d的化学结构式为：
所述烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物的化学结构式为：
4.根据权利要求3所述的烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物的制备方法，其特征在于，Grubbs三代试剂与中间产物d的摩尔比为1：(50—300)。
5.根据权利要求3所述的烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物的制备方法，其特征在于，采用N,N-二甲基甲酰胺与水的混合溶液作为反应溶剂，均匀分散中间产物d，使用N,N-二甲基甲酰均匀分散Grubbs三代试剂，N,N-二甲基甲酰胺与水的混合溶液中，N,N-二甲基甲酰胺与水的体积比为(1—5)：1，将Grubbs三代试剂的N,N-二甲基甲酰胺溶液，加入到均匀分散中间产物d的N,N-二甲基甲酰胺与水的混合溶液中，并在室温20—25摄氏度下进行聚合反应。
6.根据权利要求3所述的烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物的制备方法，其特征在于，在活性开环易位聚合过程中，聚合反应时间至少6小时，在活性开环易位聚合过程中，利用搅拌以使体系均匀参与反应。
7.根据权利要求6所述的烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物的制备方法，其特征在于，在活性开环易位聚合过程中，聚合反应时间为6-24h。
8.根据权利要求3所述的烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物的制备方法，其特征在于，将制得的聚合物按重复单元与FeCl3·H2O等摩尔的配体来进行反应，即可得到烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物，在该反应中，反应溶剂为甲醇，反应温度为30-60℃，反应时间至少12小时。
9.根据权利要求8所述的烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物的制备方法，其特征在于，所述反应温度为40-55℃，所述反应时间为24-48h。
10.根据权利要求3所述的烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物的制备方法，其特征在于，加入终止剂以终止活性开环易位聚合反应，所述终止剂为乙烯基乙醚，加入终止剂终止聚合反应过程中，利用搅拌以使体系均匀停止反应，在加入终止剂后搅拌至少30min，以终止聚合反应。
11.根据权利要求10所述的烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物的制备方法，其特征在于，在加入终止剂后搅拌0.5-1h，以终止聚合反应。
12.根据权利要求3所述的烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物的制备方法，其特征在于，利用Grubbs三代试剂催化进行活性开环易位聚合，在整个活性聚合过程中，以实现磁性聚合物的分子结构、分子量以及分子量分布的可控。
13.如权利要求1所述的烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物在制备信息存储材料、吸波材料、磁成像领域或者电子显示领域中的应用。
烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物及其制备
方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种含有联苯液晶基元的可聚合离子液体单体、聚合物及其合成方法，更加具体地说，特别涉及一种含有联苯液晶基元的小分子磁性离子液体的制备方法和利用Grubbs三代试剂催化的开环易位聚合合成一类结构可控的侧链型分子级别磁性液晶聚合物的方法。
背景技术
[0002] 磁性功能材料，是一种古老而用途广泛的材料。在此基础上，磁性高分子材料，因其低密度，易加工成型，易控制形状和尺寸，柔韧性好等特点，具有更大的应用前景。磁性高分子根据其制备方法可分为复合型磁性高分子和结构型磁性高分子。复合型磁性高分子是指将作为基体的高分子材料与无机强磁性材料进行复合，但是此种方法存在着磁性颗粒分布不均匀，体系相容性差等诸多问题，限制了材料的应用。而结构型磁性高分子则克服了种种缺点，通过聚合物自身的磁性，实现了磁性与聚合物性质的整合。2004年，日本的Hyashi和Hamaguchi教授(S.Hayashi et al.,Chemistry Letters,2004,33,1590-1591.)首次制备出了有机磁性离子液体——四卤合铁(Ⅲ)酸根离子的烷基季铵盐离子液体。经测试，该物质具有一定的顺磁性。2011年，西班牙的Markus VaskoJovanovski等(M.et al.,Polymer Chemistry,2011,2,1275-1278.)首次将磁性离子液体基元引入到聚合物侧链，制备了具有顺磁性的磁性聚合物。至此，磁性离子液体开拓了结构型磁性材料的新分支。
[0003] 液晶，指某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态。德国生理学家R.C.Virchow首先发现自然界的髓磷脂物质具有液晶特性。而对液晶的正式研究,始于1888年奥地利植物学家F.Reinitzer(F.Reinitzer.,Monatshefte für Chemie und verwandteTeileandererWissenschaften,1888,9,421-441.)对安息香酸胆固醇酯的观察。19世纪20年代起，随着研究的深入，液晶的合成及分类愈加完善，G.Friedel(G.Friedel.,Annales de Physique,1922,18,162-174.)将液晶分类成层列型或距列型(近晶型)、向列型、胆固醇型(胆甾型)。目前，液晶材料广泛应用于电子显示领域，因为驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大等优点，受到了人们的青睐。将液晶基元引入至高分子中已然不是很新颖的概念。T.Ichikawa(T.Ichikawa et al.,Journal of the American Chemical Society,2012,134,11354-11357.)和J.Lim(J.Lim et al.,International Journal of Pharmaceutics.2015,490,265-272.)就分别将其应用于质子传导与药物控释，与一般材料相比，其性能有了很大提升。然而，液晶材料与磁性材料的有机结合，却未见报道。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含液晶基元的磁性小分子离子液体及其制备方法，以及一种含有液晶基元的磁性聚合物及其合成方法。
[0005] 本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：
[0006] 烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性离子液体，具有下述化学结构式[0007]
[0008] 上述离子液体的制备方法，按照下述步骤进行：
[0009] 步骤1，将5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺与1,4-二溴丁烷以摩尔比1:(1—10)的比例，在无水碳酸钾存在的条件下室温20—25摄氏度进行反应，得到中间产物a，其中中间产物a化学结构如下所示：
[0010]
[0011] 在步骤1中，将1,4-二溴丁烷和无水碳酸钾均匀分散后，加入到5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺的N,N-二甲基甲酰胺溶液中进行反应，反应时间至少12h，优选12-48h。
[0013]
[0014] 在步骤2中，将中间产物a均匀分散在丙酮后，加入到均匀分散有连苯酚和氢氧化钾的丙酮中，连苯酚和氢氧化钾的摩尔比为1：(1—2)；反应温度为30-80℃，优选50—70摄氏度；反应时间至少12h，优选12-48h。
[0015] 步骤3，将步骤2得到的中间产物b与1,10-二溴癸烷在碱性条件下进行反应，摩尔比1:(1-30)，得到中间产物c，中间产物c的化学结构如下所示：
[0016]
[0017] 在步骤3中，将中间产物b、1,10-二溴癸烷和氢氧化钾均匀分散在丙酮中进行反应，中间产物b与氢氧化钾的摩尔比为1：(1—2)；反应温度为30-80℃，优选50—70摄氏度；反应时间至少12h，优选12-48h。
[0018] 步骤4，将步骤3得到的中间产物c与N-甲基咪唑进行季胺化反应，再进行离子交换以使氯离子与季胺化反应产物进行离子交换，得到含液晶基元的小分子离子液体d，含液晶基元的小分子离子液体d的化学结构如下所示：
[0019]
[0020] 在步骤4中，将中间产物c和N-甲基咪唑均匀分散在丙酮中，反应温度为30-80℃，优选50—70摄氏度；反应时间至少12h，优选12-48h。
[0021] 在步骤4中，为使得中间产物c最大程度季胺化，选择N-甲基咪唑过量，如中间产物c的用量(物质的量，摩尔mmol)与N-甲基咪唑的用量(体积ml)为1：(1—2)。
[0022] 在步骤4中，离子交换过程所使用的离子交换树脂是氯离子交换树脂，利用离子交换树脂提供氯离子，与中间产物进行离子交换反应，反应温度为室温20—25摄氏度，反应时间为4-12h。
[0023] 在步骤4中，为确保离子交换效果，离子交换树脂加入量需过量，如使用5—10质量份的离子交换树脂，1质量份为1g。
[0024] 步骤5，将步骤4得到的含液晶基元的小分子离子液体d与FeCl3·H2O进行反应，得到烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性离子液体A，即含液晶基元的磁性小分子离子液体A，化学结构如下所示：
[0025]
[0026] 在步骤5中，将含液晶基元的小分子离子液体d与FeCl3·H2O均匀分散在甲醇中进行反应，两者为等摩尔比；反应温度为30-60℃，优选40—55摄氏度；反应时间至少12小时，优选24—48小时。
[0028] 烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物，具有下述化学结构式[0029]
[0030] 聚合度n为50-300。
[0031] 上述聚合物按照下述步骤进行制备：在Grubbs三代试剂催化下，利用中间产物d作为聚合单体，通过活性开环易位聚合方法进行制备，然后再将聚合物与FeCl3·H2O的反应，得到烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物，其中中间产物d的化学结构式为：即中间产物d在制备磁性聚合物中的应用。
[0032]
[0033] 在上述制备方法中，Grubbs三代试剂与中间产物d的摩尔比为1：(50—300)。
[0034] 在上述制备方法中，采用N,N-二甲基甲酰胺与水的混合溶液作为反应溶剂，均匀分散中间产物d；使用N,N-二甲基甲酰均匀分散Grubbs三代试剂。
[0035] 在上述制备方法中，N,N-二甲基甲酰胺与水的混合溶液中，N,N-二甲基甲酰胺与水的体积比为(1—5)：1。
[0036] 在上述制备方法中，将Grubbs三代试剂的N,N-二甲基甲酰胺溶液，加入到均匀分散中间产物d的N,N-二甲基甲酰胺与水的混合溶液中，并在室温20—25摄氏度下进行聚合反应。
[0037] 在上述制备方法中，在活性开环易位聚合过程中，聚合反应时间至少6小时，为提高转化率，可适当延长聚合反应时间，如6-24h。
[0038] 在上述制备方法中，将制得的聚合物按重复单元与FeCl3·H2O等摩尔的配体来进行反应，即可得到烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物；在该反应中，反应溶剂为甲醇，反应温度为30-60℃，优选40—55摄氏度；反应时间至少12小时，优选24—48小时。
[0039] 在上述制备方法中，在活性开环易位聚合过程中，利用搅拌以使体系均匀参与反应。
[0040] 在上述制备方法中，加入终止剂以终止活性开环易位聚合反应。
[0041] 在上述制备方法中，所述终止剂为乙烯基乙醚。
[0042] 在上述制备方法中，终止活性开环易位聚合反应后，将反应液滴加到乙醚中沉淀、离心分离得沉淀物，最后进行干燥。
[0043] 在上述制备方法中，加入终止剂终止聚合反应过程中，利用搅拌以使体系均匀停止反应，考虑到反应程度等影响因素，在加入终止剂后搅拌至少30min，优选0.5—1h，以终止聚合反应。
[0044] 在上述制备方法中，利用Grubbs三代试剂催化进行活性开环易位聚合，在整个活性聚合过程中，以实现磁性聚合物的分子结构、分子量以及分子量分布的可控。
[0045] 在上述制备方法中，制备的聚合物分子量的分散系数小于1.3。
[0046] 在上述制备方法中，制备的聚合物的聚合度n为50-300。
[0047] 在本发明的聚合物制备过程中，使用的催化剂为Grubbs三代试剂(即Grubbs三代催化剂)，其化学结构式如下：
[0048]
[0049] 该催化剂由Grubbs二代催化剂改性得到，由它催化的顺式降冰片烯类单体的聚合是活性的聚合，其具有反应条件温和、反应高效快速等优点。该聚合得到的聚合物具有分子量可控，分散性窄(一般分散系数小于1.3)的特性。因此采取Grubbs三代试剂催化的开环易位聚合的方法，可实现对磁性聚合物的分子量和分子量分布的控制和调节。其中聚合物端基的苯环Ph来自于Grubbs三代试剂中的苯环Ph，而聚合物另一端基的基团则来源于聚合反应结束时所添加的终止剂，所用的终止剂是乙烯基乙醚，所以聚合物另一端基是乙醚的结构(参考文献Anita Leitgeb,Julia Wappel,Christian Slugovc，The ROMP toolbox upgraded，Polymer 51(2010)2927—2946)。
[0050] 与现有的各类材料相比，本发明的技术方案中将联苯液晶基元与结构型磁性基元同时整合到和聚合物分子中，制备了兼有液晶行为和磁性行为的单体与聚合物，扩大了该类材料的应用范围。同时，聚合反应采用Grubbs三代试剂催化的开环易位聚合，使聚合物的结构规整可控，具有一定的可设计性。本发明技术方案提供的新型、可行、高效地、结构可控的磁性液晶聚合物的合成方法，该方法具有反应条件温和、底物普适性好、原子利用率高的特点，在制备信息存储材料、吸波材料、磁成像、电子显示等方面具有潜在应用。附图说明
[0052] 图2是实施例2中b的核磁共振谱图(1H-NMR,500Hz,CDCl3)。
[0053] 图3是实施例3中c的核磁共振谱图(1H-NMR,500Hz,CDCl3)。
[0054] 图4是实施例3中c的核磁共振谱图的局部放大(1H-NMR,500Hz,CDCl3)。
[0055] 图5是实施例4中d的核磁共振谱图(1H-NMR,500Hz,DMSO-d6)。
[0056] 图6是实施例6中聚合物的核磁共振谱图(1H-NMR,500Hz,DMSO-d6)。
[0057] 图7是A与B的拉曼光谱图。
[0058] 图8是A在液晶温度范围内的偏光显微镜图像。
[0059] 图9是B在液晶温度范围内的偏光显微镜图像。
[0060] 图10是A的M-H磁性曲线。
[0061] 图11是聚合物在300K的M-H磁性曲线。
[0062] 图12是聚合物在300K的M-H磁性曲线的局部放大图。
[0063] 图13是聚合物在380K的M-H磁性曲线。
[0064] 图14是聚合物在380K的M-H磁性曲线的局部放大图。
具体实施方式
[0065] 下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。在下述实施例中，核磁共振谱仪为VARIAN INOVA 500MHz spectrometers；拉曼光谱为Renishaw-inVia reflex；偏光显微镜(POM)为Nikon ECLIPSE LV100N POL；超导量子干涉为Quantum Design VSM(superconducting quantum interference device，SQUID)magnetometer。反应工艺条件中常温为20—25摄氏度；在搅拌条件下，搅拌速度为100—150转/min；滴加速度为匀速滴加，控制在20—30min内滴加完成。
[0066] 实施例1
[0067] 中间产物a的合成，其化学结构如下所示：
[0068]
[0069] (1)将1,4-二溴丁烷(13.2190g,60mmol)，无水碳酸钾加入到250mL的圆底烧瓶中，并加入聚四氟乙烯磁子搅拌。将5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺(1.6651g,10mmol)加入到100mL DMF中配成溶液A，并将溶液A滴加到1,4-二溴丁烷中。滴加完成，继续搅拌反应48h，使其反应完全。
[0070] (2)反应结束后，将所得混合体系过滤，滤液移入500mL分液漏斗，加入150mL蒸馏水，然后用50mL二氯甲烷萃取三次，合并二氯甲烷相，加入无水硫酸镁干燥过夜。将干燥完毕的液体过滤，收集滤液，并在旋转蒸发仪上除去溶剂，得到粗产物。
[0071] (3)粗产物通过柱层析进行分离，石油醚/乙酸乙酯混合溶剂作为淋洗剂，收集产物，旋蒸除去溶剂，真空干燥后，得到白色针状晶体。产率：80％。图1为a的核磁共振谱图。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.12(t,J＝1.8Hz,2H),3.38(ddd,J＝14.1,7.0,4.8Hz,6H),3.29-3.22(m,2H),1.84-1.71(m,3H),1.66-1.51(m,3H)。
[0072] 实施例2
[0073] 中间产物b的合成，其化学结构如下所示：
[0074]
[0075] (1)将连苯酚(4.7023g,25mmol)，氢氧化钾(6.9803g,50mmol)，加入到250mL的双颈瓶中，加入聚四氟乙烯磁子，然后向瓶中加入50mL丙酮，加热至80℃，反应30min。将中间产物a(1.4909g,5mmol)中加入30mL丙酮配成溶液B，将溶液B滴入反应瓶中。滴加完成，继续搅拌，80℃反应20h，使其反应完全。
[0076] (2)反应结束后，将所得混合物移入500mL的分液漏斗，加入100mL蒸馏水，并用盐酸充分酸化，然后用50mL乙酸乙酯萃取三次，合并乙酸乙酯相，加入无水硫酸镁干燥过夜。将干燥完毕的液体过滤，收集滤液，并在旋转蒸发仪上除去溶剂，得到粗产物。
[0077] (3)粗产物通过柱层析进行分离，石油醚/乙酸乙酯混合溶剂作为淋洗剂，收集产1
物，旋蒸除去溶剂，真空干燥后，得到白色固体。产率：50％。图2为b的核磁共振谱图。H NMR(500MHz,CDCl3)δ＝7.42(ddd,J＝9.5,5.8,2.4,4H),6.95-6.85(m,4H),6.11(t,J＝1.7,
2H),3.97(t,J＝6.1,2H),3.43(t,J＝7.2,2H),3.40(m,2H),3.26(dd,J＝2.8,1.5,2H),
1.79-1.71(m,3H),1.70-1.62(m,2H),1.55(d,J＝8.8,1H)。
物，旋蒸除去溶剂，真空干燥后，得到白色固体。产率：50％。图2为b的核磁共振谱图。H NMR(500MHz,CDCl3)δ＝7.42(ddd,J＝9.5,5.8,2.4,4H),6.95-6.85(m,4H),6.11(t,J＝1.7,
2H),3.97(t,J＝6.1,2H),3.43(t,J＝7.2,2H),3.40(m,2H),3.26(dd,J＝2.8,1.5,2H),
1.79-1.71(m,3H),1.70-1.62(m,2H),1.55(d,J＝8.8,1H)。
[0078] 实施例3
[0079] 中间产物c的合成，其化学结构如下所示：
[0080]
[0081] (1)将中间产物b(403.47mg,1mmol)，1,10-二溴癸烷(6.062g,20mmol)，氢氧化钾(57mg,1mmol)加入到100mL的圆底烧瓶中，并加入聚四氟乙烯磁子，然后向瓶中加入20mL丙酮，加热至60℃，反应20h。
[0082] (2)反应结束后，将所得混合物移入125mL的分液漏斗，加入35mL蒸馏水，并用50mL乙酸乙酯萃取三次，合并乙酸乙酯相，加入无水硫酸镁干燥过夜。将干燥完毕的液体过滤，收集滤液，并在旋转蒸发仪上除去溶剂，得到粗产物。
[0083] (3)粗产物通过柱层析进行分离，石油醚/乙酸乙酯作为淋洗剂，收集产物，旋蒸除去溶剂，真空干燥后，得到白色固体。产率：100％。图3为c的核磁共振谱图，图4为图3中化学位移1—2的局部放大图。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ＝7.45(d,J＝8.6,4H),6.93(t,J＝9.2,4H),6.11(s,2H),3.98(q,J＝6.2,4H),3.46-3.36(m,6H),3.28-3.22(m,2H),1.89-1.83(m,
2H),1.79(dd,J＝14.7,6.9,2H),1.76-1.71(m,3H),1.69-1.61(m,2H),1.54(d,J＝8.7,
1H),1.46(ddd,J＝18.4,10.8,4.9,4H),1.34(d,J＝21.3,6H)。
2H),1.79(dd,J＝14.7,6.9,2H),1.76-1.71(m,3H),1.69-1.61(m,2H),1.54(d,J＝8.7,
1H),1.46(ddd,J＝18.4,10.8,4.9,4H),1.34(d,J＝21.3,6H)。
[0084] 实施例4
[0085] 中间产物d的合成，其化学结构如下所示：
[0086]
[0087] (1)将中间产物c(155.66mg,0,25mmol)加入到50mL圆底烧瓶中，并加入丙酮20mL，然后向反应瓶中加入N-甲基咪唑250μL，加热至80℃，反应48h。反应完毕后，将产物旋蒸浓缩，然后逐滴滴加至过量乙醚中，反复3次，真空干燥后，得到白色固体产物。产率100％。
[0088] (2)将上述白色固体DMF/水混合溶液中，加入5g氯离子交换树脂，常温搅拌反应12h。反应完毕后，过滤，浓缩溶液，然后将浓缩后的产物逐滴滴加至过量乙醚中，反复3次。
真空干燥后，得到白色固体产物。产率100％。图5为d的核磁共振谱图。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ9.29(s,1H),7.80(s,1H),7.73(s,1H),7.49(d,J＝8.7,4H),6.94(dd,J＝8.7,
1.9,4H),6.02(s,2H),4.15(t,J＝7.2,2H),3.95(q,J＝6.1,6H),3.84(s,3H),3.31(s,2H),
3.25(t,J＝7.0,2H),3.22(s,2H),1.77(m,2H),1.72-1.66(m,2H),1.60(m,2H),1.55-1.45(m,4H),1.39(m,2H),1.26(m,10H)。
真空干燥后，得到白色固体产物。产率100％。图5为d的核磁共振谱图。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ9.29(s,1H),7.80(s,1H),7.73(s,1H),7.49(d,J＝8.7,4H),6.94(dd,J＝8.7,
1.9,4H),6.02(s,2H),4.15(t,J＝7.2,2H),3.95(q,J＝6.1,6H),3.84(s,3H),3.31(s,2H),
3.25(t,J＝7.0,2H),3.22(s,2H),1.77(m,2H),1.72-1.66(m,2H),1.60(m,2H),1.55-1.45(m,4H),1.39(m,2H),1.26(m,10H)。
[0089] 实施例5
[0090] 含液晶基元的磁性小分子离子液体的合成，其化学结构如下所示：
[0091]
[0092] (1)将中间产物d(66mg,0.1mmol)加入到25mL圆底烧瓶中，加入10mL甲醇使之溶解，然后与等物质的量的FeCl3·H2O反应，温度50℃，反应24h。
[0093] (2)反应完毕后，将产物浓缩，并逐滴滴加至过量乙醚中沉淀，洗涤，反复三次，得到棕色固体产物。产率100％。
[0094] 实施例6
[0095] 含液晶基元的季铵盐聚合物的合成，其化学结构如下所示：
[0096]
[0097] (1)取中间产物d(66mg,0.1mmol)，用DMF和水的混合溶液溶解(等体积比)，将体系密封，并抽冲氮气3次，保持体系的氮气环境，将Grubbs三代试剂(d与催化剂摩尔比为300:1)用DMF溶解后，通过注射器加入至反应体系中。常温反应24h，加入终止剂乙烯基乙醚终止聚合反应过程中，利用搅拌以使体系均匀停止反应，在加入终止剂后搅拌0.5h，以终止聚合反应。
[0098] (2)反应完毕后，将产物逐滴滴入过量乙醚中，反复三次，真空干燥后，达到棕色固体产物。产率100％。图6为该聚合物的核磁共振谱图(1H-NMR,500Hz,DMSO-d6)。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.36(broad,1H),7.80(broad,1H),7.74(broad,1H),7.37(broad,4H),6.86(broad,4H),5.27-5.15(broad,2H),4.13(broad,2H),3.84(broad,7H),3.30-2.99(broad,6H),1.73(broad,4H),1.68-1.42(broad,6H),1.33(broad,2H),1.21(broad,10H)。
[0099] 实施例7
[0100] 含液晶基元的磁性聚合物合成：合成方式与实施例5相似，加入FeCl3·H2O与聚合物重复单元的物质的量保持等摩尔，在反应之后将聚合物洗涤干燥，省去其他反应步骤。
[0101] 将实施例7制备的含液晶基元的磁性聚合物标记为B(即烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性功能聚合物)，将实施例5制备的含液晶基元的磁性小分子离子液体标记为A(即烷基咪唑四卤合铁盐取代的联苯型磁性离子液体)。在激发波长为785nm的半导体激光器激发下进行扫描，波数333cm-1处出现明显的振动峰，来源于FeCl4-中Cl-Fe-Cl的对称振动，单体A和聚合物B均表现一致的振动峰，说明两者中均存在相同结构FeCl4-。使用带有热台的偏光显微镜进行观测，从室温20—25摄氏度开始，升温速率1℃/min，如附图8和9所示，在A，B的液晶区间内，可观测到不同形貌的光学条纹，图8的观测温度为30℃；图9的观测温度为114℃。使用SQUID进行测试，在300K温度的条件下，通过施加-10000～10000Oe的磁场，测得相应的磁化强度，如附图10所示，针对单体A，有明显的磁滞回线，说明为铁磁性物质，回线与x轴交点称矫顽力Hc，大小150Oe；回线与y轴交点称剩余磁化率Mr，大小0.005emu/g。使用SQUID进行测试，分别在300K和380K温度的条件下，通过施加-10000～10000Oe的磁场，测得相应的磁化强度，如附图11—14所示，针对聚合物B，在300K时有明显的磁滞回线，说明为铁磁性物质，矫顽力Hc大小11Oe；剩余磁化率Mr，大小10.31×10-4emu/g；提升温度至380K时，矫顽力Hc，大小25Oe；剩余磁化率Mr，大小34.52×10-4emu/g。随温度的升高，矫顽力和剩余磁化率均有升高，表明随着温度的升高，铁磁性质明显增强，这与常规的磁学性质是不同的。在相同测试条件下，提升温度测试单体的磁学性质，单体A呈现出由铁磁性质向顺磁性质的转变，与常规的磁学性质是相同的。
[0102] 根据发明内容进行制备工艺的调整制备单体A和聚合物B，并进行表征，表现出与上述实施例基本一致的性质(即FeCl4-中Cl-Fe-Cl的对称振动以及液晶区间的光学条纹)。针对单体A的磁性表征可知，在300K下，单体A为铁磁性物质，矫顽力平均为148—155Oe，剩余磁化率平均为0.0045—0.0055emu/g，随温度升高发生由铁磁性质向顺磁性质的转变；针对聚合物B的磁性表征可知，在300K下，聚合物B为铁磁性物质，矫顽力平均为10—13Oe；剩余磁化率平均为10—10.5×10-4emu/g，随温度升高铁磁性质增强。单体A和聚合物B在制备信息存储材料、吸波材料、磁成像领域或者电子显示领域中的应用。
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