一種含多個羥基的陽離子Gemini表面活性劑構筑的離子液晶及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種陽離子Gemini表面活性劑制備的離子液晶，特別設及一種頭基 區(qū)含有多個徑基的陽離子Gemini表面活性劑制備的離子液晶，屬于表面活性劑科學領域。
【背景技術】
[0002] 液晶既具有晶體的各向異性特征，又具有液體流動性的特征。液晶運種獨特的存 在狀態(tài)使其廣泛應用在光電器件、溫度傳感等領域中。離子液體是一種由陰陽離子構成的 融烙鹽，作為一類新型的綠色溶劑，近年來在電化學，催化，新材料制備等多個領域得到了 廣泛研究。通過合理設計分子結構與體系組成，可W使離子液體也具有液晶的性能。在運 樣的體系中，由于形成液晶的分子完全由陰陽離子構成，運種物質(zhì)狀態(tài)被稱為離子液晶。離 子液晶結合了離子液體與液晶的特點，在離子傳導材料及作為有機反應介質(zhì)等方面均有優(yōu) 越的表現(xiàn)。
[0003] 離子表面活性劑是形成離子液晶的一類重要分子，其結構對離子液晶的形成有重 要影響。通過合理改變表面活性劑的頭基結構，可獲得關于液晶體系形成與構筑的知識，促 進離子液晶體系在更廣泛領域的應用。Gemini表面活性劑包含兩個頭基，兩條疏水鏈和一 個聯(lián)接鏈，通過改變其結構要素，比如在頭基上引入功能化的基團，可W改變離子頭基和反 離子的相互作用方式，有利于離子液晶的形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決一般離子表面活性劑頭基與反離子之間的結合過于緊密，難W形成有價 值的離子液晶的問題，本發(fā)明提供了一種頭基區(qū)含有5個徑基的陽離子Gemini表面活性 劑。該Gemini表面活性劑頭基附近較大的取代基阻礙了表面活性劑頭基的結晶傾向，不利 于其形成Ξ維有序的晶體結構，且徑基的存在利于液晶相的形成，因此頭基區(qū)含5個徑基 的Gemini表面活性劑在110°CW上形成了穩(wěn)定的離子液晶相。
[0005] 本發(fā)明的技術方案為：一種穩(wěn)定的熱致液晶相，是由一種頭基區(qū)帶5個徑基的 Gemini陽離子表面活性劑制得，其中的Gemini陽離子表面活性劑的結構式如下：
[0006] 該Gemini陽離子表面活性劑的合成路線如下：
[0007] 對于液晶樣品，通過DSC和XRD研究其相變區(qū)間和液晶結構。 陽00引 DSC測試在成保護下進行，升、降溫速率10°C /min,溫度范圍25~160°C ;X畑測 試范圍為1.5~30。，掃描速率為4° /min。 有益效果
[0009] 頭基區(qū)含有5個徑基的Gemini陽離子表面活性劑可W在110°CW上形成近晶 A(SmA)相液晶，多個徑基的存在對于液晶相的形成與穩(wěn)定起著重要作用。形成的離子液晶 可應用于離子傳導材料及作為有機反應介質(zhì)。
【附圖說明】
[0010] 圖 1 12(20H)-3(0H)-12(20H)在升溫過程中的DSC曲線 W11]圖 2 12(20H)-3(0H)-12(20H)在 130°C下的X畑譜圖
【具體實施方式】
[0012] 實施例1:將1-漠代十二燒與二乙醇胺按照摩爾比1:4的量混合，加入無水乙醇， 在60°C反應24小時。冷卻后，再加入氨氧化鋼繼續(xù)攬拌1小時。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇后，向 剩余物中加入150mL蒸饋水，再加入lOOmL乙酸，體系分層。將上層有機層分離，下層繼續(xù) 用乙酸萃取兩次。將萃取液合并，用蒸饋水洗兩次。乙酸溶液用無水硫酸儀干燥，過濾后， 乙酸旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除得到粗產(chǎn)品。對粗產(chǎn)品進行減壓蒸饋得到中間產(chǎn)物N-十二烷基二乙醇 胺（180°C/5mmHg)，產(chǎn)率：73. 1 %。
[0013] 實施例2 :將N-十二烷基二乙醇胺與1，3-二漠異丙醇按照摩爾比2. 5 :1混合，加 入無水乙醇，在90°C反應72小時。將反應物冷卻，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇。剩余物用乙酸乙醋 重結晶Ξ次，經(jīng)真空干燥后得到終產(chǎn)品12 (20H) -3 (0H) -12 (20H)，為白色固體，得率28%。
[0014] 實施例3:實施例12 (20H) -3 (0H) -12 (20H)離子液晶升溫過程的DSC曲線測定。在 氮氣保護下，用差熱掃描量熱儀（PEDSC8000)測試樣品的DSC曲線，升溫速率為5°C/min。 圖1為12 (20H)-3 (OH)-12 (20H)升溫過程的DSC曲線。在測試的溫度區(qū)間內(nèi)，出現(xiàn)了兩個 相變峰，表明在測試的溫度區(qū)間內(nèi)，發(fā)生了兩次相轉(zhuǎn)變。后續(xù)的XRD測試結果表明，第二次 相變對應著12 (20H) -3 (0H) -12 (20H)由固態(tài)晶體向液晶相一近晶A(SmA)相的轉(zhuǎn)變。 陽0巧]實施例4:實施例12 (20H) -3伽)-12 (20H)離子液晶升溫過程的邸D測定。液晶 相態(tài)的研究用X射線衍射儀測試，實驗在真空狀態(tài)下進行，掃描步長為0. 02°。
【主權項】
1. 一種用于制備離子液晶的Gemini表面活性劑，其結構式如下：2. -種用于制備離子液晶的Gemini表面活性劑，其特征在于，頭基區(qū)含有5個徑基。3. -種用于制備離子液晶的Gemini表面活性劑，其特征在于，其在IiorW上可W形 成離子液晶。4. 一種由權利要求1所述的Gemini表面活性劑形成的離子液晶，其特征在于，液晶的 相態(tài)屬于近晶A(SmA)相。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制備離子液晶的陽離子Gemini表面活性劑，其結構式如下：該表面活性劑的特征在于其分子結構中含有5個羥基，該表面活性劑可以在110℃以上形成離子液晶。液晶的形態(tài)屬于近晶A(SmA)相。羥基的存在可以削弱表面活性劑離子與反離子之間的靜電相互作用，有利于液晶相的形成。離子液晶結合了離子液體與液晶的特點，在離子傳導材料及作為有機反應介質(zhì)等方面均有優(yōu)越的表現(xiàn)。本發(fā)明有利于促進表面活性劑在制備離子液晶方面的應用。
【IPC分類】C09K19/06, C07C213/00, C07C215/40, B01F17/18
【公開號】CN105367429
【申請?zhí)枴緾N201510654682
【發(fā)明人】裴曉梅, 張群, 宋冰蕾
【申請人】江南大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月10日