[发明专利]一种含氟的、以胆固醇为手性中心的液晶分子及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含氟的、以胆固醇为手性中心的液晶分子及其制备方法，属于液晶材料技术领域。它通过多步反应得到的一种手性液晶化合物，该化合物的通式表达为：(C₂₇H₄₅O)(C₇H₂O₂)(CH₂)n(C₁₃H₈O₃)(CH₂)m(COOCH＝CH₂)，其中，m值得范围为3≤m≤9；n值的范围为3≤n≤9。本发明采取了含F的原料，大大的改善了胆固醇手性分子的HTP值（27μm^‑1），大大的拓宽了以胆固醇为手性中心的液晶分子的应用宽度，这使得以胆固醇为手性中心的液晶分子在光学材料领域的价值得以放大，节约了原料成本，优化了合成工艺。

技术领域

本发明涉及一种含氟的、以胆固醇为手性中心的液晶分子及其制备方法，属于液晶材料技术领域。

背景技术

在化学中，组成相同但空间结构上互成镜像(对映体)的分子称为手性分子。液晶是介于各向同性的液体和完全有序的晶体之间的一种取向有序的流体，它既有液体的流动性，又有晶体的双折射等各向异性的特性。当物质结晶受热熔融或被溶剂溶解后，虽然失去固体物质的刚性，而获得液态物质的流动性，却仍然部分保存着晶态物质的有序排列，周期性错位排列形成的螺旋结构，并且能使偏振光经过液晶时，它的振动方向逐渐地扭转了一个角度，这样的液晶被称为手性液晶。

在1922年，法国化学家Friedel就发现了光学活性物质可以诱导向列相液晶转变为胆甾相液晶。而胆甾醇的酯类衍生物是最早出现的手性液晶，被作为手性添加剂在向列相液晶显示材料中使用。此后，国内外学者对于含有手性基团的小分子液晶化合物的研究兴趣日益活跃起来，目前已经合成了许多具有胆甾相或手性近晶的液晶化合物，并对它们的性能及应用进行了深入研究。而对手性液晶高分子及手性液晶弹性体的研究就是在此背景下开始的，具有优良的电学及光学特性的小分子手性液晶化合物经过高分子化后，将为手性液晶材料开创一个更广阔的应用空间。

目前，我国在手性液晶材料的合成与应用方面已开展了广泛的研究。在液晶手性添加剂方面，如何开发出新型高效、绿色、低成本的手性添加剂对液晶研究者来说是一个挑战。而大力开展铁电液晶的研究，将为我国发展高性能液晶材料，促进液晶显示器的发展奠定坚实的基础。手性液晶聚合物作为一类功能化的液晶材料，将以其独特的性能在信息记录及存储领域具有广阔前景。手性液晶弹性体集弹性和液晶性于一身，将在压电材料、非线性光学材料等领域具有潜在的应用价值。相信在不久的将来，在众多液晶研究者的不懈努力下，手性液晶材料一定会在更多领域获得广泛应用。

手性掺杂的效率可以通过“螺旋扭转功率”来量化，也就是HTP值，由掺杂浓度小的公式定义，其中p为诱导螺旋的间距，x为掺杂的摩尔分数。公式为HTP＝(1/px)，作为一个目标，高HTP值是可取的，掺杂剂使用的摩尔分数x尽可能小，从而产生最大的螺旋度。螺旋度由螺旋的螺距p的数量给出，该值可以在紫外-可见光-近红外的波长范围内。而胆固醇类手性材料本身的HTP值比较小，而其他的一些HTP值高的分子成本昂贵，合成方法复杂，市场可利用范围比较窄。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种含氟的、以胆固醇为手性中心的液晶分子及其制备方法，它解决了以胆固醇为手性中心的手性分子HTP值低的问题。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种含氟的、以胆固醇为手性中心的液晶分子，它的结构式表达如下：

其中，m值得范围为3≤m≤9；n值的范围为3≤n≤9。

一种含氟的、以胆固醇为手性中心的液晶分子的制备方法，包括以下步骤：

(1)、中间体A的合成：