双液晶基元胆甾相液晶与合成方法及其应用
专利汇可以提供双液晶基元胆甾相液晶与合成方法及其应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及双 液晶 基元 胆甾相 液晶与合成方法及其应用。它是一种胆甾醇长链二元酸酯，具有如下的分子结构，其中n＝9-30的整数，系由胆甾醇和长链二元酸在脱 水 剂和 有机 溶剂 中经酯化反应生成。这种液晶分子含有两个液晶基元，对称性好，并且性质稳定，不含活泼基团，又由于原料易得、产率高、合成方法简便，所以作为液晶材料在液晶显示、装饰材料、可逆印刷等方面具有广阔的应用前景。，下面是双液晶基元胆甾相液晶与合成方法及其应用专利的具体信息内容。
1、一种双液晶基元胆甾相液晶，其特征在于它具有如下结构通式：
其中n＝9-30的整数。
2、按照权利要求1所述的双液晶基元胆甾相液晶，其特征在于n＝9-30范围内的偶 数值。
3、按照权利要求2所述的双液晶基元胆甾相液晶，其特征在于n＝10、12、14、16 或20。
4、权利要求1所述的双液晶基元胆甾相液晶的制备方法，其特征在于它包括下述 步骤：
将计量的n＝9-30的整数的长链二元酸HOOC-(CH2)n-COOH与胆甾醇和脱水剂 N，N-二环己基碳二亚胺在非质子惰性溶剂存在下，使用4-二甲基氨基吡啶作催化剂，0 -70℃反应1-24小时，过滤，滤液蒸除溶剂后以柱层析纯化，得产物。
5、按照权利要求4所述的双液晶基元胆甾相液晶的制备方法，其特征在于所述的 长链二元酸、胆甾醇和脱水剂的摩尔比是1∶0.5-2.0∶1.0-2.0。
6、按照权利要求4所述的双液晶基元胆甾相液晶的制备方法，其特征在于所述的 溶剂是非质子惰性溶剂乙醚、三氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳、四氢呋喃、苯、甲苯或 乙腈。
7、按照权利要求4所述的双液晶基元胆甾相液晶的制备方法，其特征在于所述的 长链二元酸与催化剂4-二甲基氨基吡啶的摩尔比是1∶0.01-1.0。
8、权利要求1所述的双液晶基元胆甾相液晶用于液晶显示、装饰材料或可逆印刷。
技术领域
本发明涉及液晶材料的制造，特别是一类双液晶基元胆甾相液晶与合成方法及其 应用。
背景技术
发明内容
本发明的双液晶基元胆甾相液晶具有如下结构通式：
其中n＝9-30的整数。
本发明的双液晶基元胆甾相液晶优选n＝9-30范围内的偶数值，再优选n＝10、12、 14、16或20。
本发明的双液晶基元胆甾相液晶的制备由胆甾醇和长链二元酸直接酯化(脱水缩 合)制得，可以用下式表示：
其中n＝9-30的整数。
所述的双液晶基元胆甾相液晶的制备方法包括下述步骤：
将计量的n＝9-30的整数的长链二元酸HOOC-(CH2)n-COOH与胆甾醇和脱水剂 N，N-二环己基碳二亚胺在非质子惰性溶剂存在下，使用4-二甲基氨基吡啶作催化剂，0 -70℃反应1-24小时，过滤，滤液蒸除溶剂后以柱层析纯化，得产物。
所述的长链二元酸、胆甾醇和脱水剂的摩尔比是1∶0.5-2.0∶1.0-2.0。
所述的溶剂是非质子惰性溶剂乙醚、三氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳、四氢呋喃、 苯、甲苯或乙腈。
所述的长链二元酸与催化剂4-二甲基氨基吡啶(DMAP)的摩尔比是1∶0.01-1.0。
本发明所述的双液晶基元胆甾相液晶用于液晶显示、装饰材料或可逆印刷。
本发明的双液晶基元胆甾相液晶与其他胆甾相液晶相比，具有独特的双液晶基元 分子结构和分子对称性，可取代其他液晶材料成为主流液晶材料。
本发明的液晶化合物不仅合成方法简便，而且原料都是工业化产品，而且合成产 率高，是一种适于大规模工业生产和应用的液晶材料。
本发明可以从下述的实施例得到更清楚地说明，但是它并不是对本发明作出的限 制。
附图说明
图1胆甾相液晶分子排列成的螺旋结构。
图2涂覆在载玻片上的胆甾醇十四碳二元酸酯在不同温度下的颜色变化。
图3填充了胆甾醇十四碳二元酸酯的玻璃基片的彩色图案及其降温过程的颜色变 化过程。
具体实施方式
方法：
将15.46g(40mmol)胆甾醇，8.25g(40mmol)DCC、0.49g(4mmol)DMAP 和5.16g(20mmol)十四碳二元酸，在100ml无水四氢呋喃(或二氯甲烷或乙醚)溶 液中，室温下搅拌12h，过滤，滤液蒸除溶剂后以柱层析纯化，得产物17.32g，产率87％。
产物分析结果：
1H NMR(CDCl3)，δppm：0.86-0.88(12H，a)，0.91-0.93(6H，b)，5.37-5.38 (2H，c)，2.27(4H，d)，4.57-4.66(2H，e)，1.24-1.61和2.25-2.32(24H，f)。
MS m/e：995.62(M+)
IR(KBr，cm-1)：1732(-CO2)
元素分析：C：计算值82.03，实测值82.16；H：计算值11.54，实测值11.61。
DSC结果：
实施例2胆甾醇十二碳二元酸酯的合成及其液晶性
方法：
将7.73g(20mmol)胆甾醇，4.21g(20mmol)DCC、0.25g(2mmol)DMAP 和2.30g(10mmol)十二碳二元酸，在100ml二氯甲烷(无水四氢呋喃或乙醚)溶液中， 室温下搅拌24h，过滤，滤液蒸除溶剂后以柱层析纯化，得产物8.20g，产率85％。
产物分析结果：
1H NMR(CDCl3)，δppm：0.85-0.88(12H，a)，0.90-0.92(6H，b)，5.37-5.38 (2H，c)，2.26(4H，d)，4.60-4.63(2H，e)，1.17-1.60和2.24-2.32(20H，f)。
MS m/e：967.63(M+)
IR(KBr，cm-1)：1734(-CO2)
元素分析：C：计算值81.85，实测值81.70；H：计算值11.37，实测值11.07。
DSC结果：
实施例3双液晶基元胆甾相液晶的应用
胆甾相液晶(Cholesterol Liquid Crystal)是向列型液晶的一种特殊形式。胆甾相液晶 的结构如下图1所示，图1胆甾相液晶分子排列成的螺旋结构。其分子基本是扁平型的， 依靠端基的相互作用彼此平行排列成层状结构，在每个平面层内分子长轴平行排列和向 列型液晶相象，层与层之间分子长轴逐渐偏转，形成螺旋状。分子的长轴取向在旋转360 度后复原，两个取向度相同的最近层面间距称为螺距。胆甾型液晶大多是胆甾醇的衍生 物，其螺旋平面对光有选择性反射，在一定的螺距下能反射特定波长的光。
螺距的大小取决于分子结构及温度、压力、磁场或电场等外部条件。因此，通过调 节螺距P可以控制胆甾相液晶所反射光的波长，即其显示的颜色。
本发明提供的胆甾醇十四碳二元酸酯在不同温度下显示不同的颜色，变色范围从紫 色到黄色。把本产品涂在玻璃基片表面，加热升温熔化，然后再冷却，熔化和冷却过程 都呈现颜色变化，见图2，图2涂覆在载玻片上的胆甾醇十四碳二元酸酯在不同温度下 的颜色变化(从左到右温度逐渐降低)。
把本产品填充在刻蚀有南开大学校徽的玻璃基片上，如上相同的操作，可以得到如 下图3的彩色图案。图3填充了胆甾醇十四碳二元酸酯的玻璃基片的彩色图案及其降温 过程的颜色变化过程(从左到右温度逐渐降低，颜色由紫色逐渐变为色黄)。
由此可见，这种材料可以用于装饰、高温警示等变色材料。
不仅如此，还可以掺杂染料分子，得到的混合物经一定波长和一定能量的紫外光照 射后能反射特定的颜色，其颜色取决于波长和光强。
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