CN105623673A - 一种含多酸的手性液晶复合物及其制备方法 - Google Patents

一种含多酸的手性液晶复合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及液晶材料领域，具体涉及一种含多酸的手性液晶复合物及其制备方法。本发明一种含多酸的手性液晶复合物的制备方法，首先，起始原料胆固醇与卤代脂肪酸进行酯化反应，得到液晶中间体卤代脂肪酸胆固醇酯；然后，采用上述中间体与三级胺的季铵化反应制得手性阳离子表面活性剂；最后，采用此手性表面活性剂静电包覆多酸，制得含多酸的手性液晶复合物。本发明方法简单易行，对于常见的多酸普遍适用，反应设备简单，操作条件温和，产物易分离纯化，易于工业化生产。

Description

一种含多酸的手性液晶复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及液晶材料领域，具体涉及一种含多酸的手性液晶复合物及其制备方法。该复合物不仅具有手性，而且能在较宽的温度范围内表现出液晶性。
背景技术
多酸(polyoxometalates，简称PM)是一种纳米尺度的功能性无机簇合物，已经在催化材料、医药化学、光学材料等领域中取得了广泛的应用。多酸具有丰富的拓扑结构及优异的物理特性，为功能化液晶材料的设计提供了丰富的选择性。把多酸引入液晶中不仅是构筑功能性液晶材料的有效方法，而且可以利用液晶的响应特性来可逆地调控多酸的功能特性，这为开发基于多酸的分子开关和光电存储等材料具有重要的指导意义。
国内外许多研究团队都在从事基于多酸功能化液晶材料的开发，并且取得了诸多丰硕的研究成果。采用阳离子表面活性剂通过静电相互作用包覆多酸已被证实是构筑多酸液晶材料的有效方法。李文等将含偶氮苯介晶基团的表面活性剂包覆椭球形状的多酸，首次成功制得了具有热致液晶性质的多酸液晶材料(Chem.Commun.,2005,3785-3787)。除此之外，刘术侠等人利用正四烷基铵阳离子表面活性剂包覆Keggin型多酸，制备了一类不含介晶基团的多酸液晶材料(Chem.Commun.2011,47,10287–10289；DaltonTrans.,2013,42,7643-7650)。Floquet等人利用不含介晶基团的阳离子表面活性剂双十八烷基二甲基胺与巨球型多酸静电复合，所得到的多酸复合物能够自组织形成层状结构的超分子热致液晶(NewJ.Chem.,2012,36,865–868)。但到目前为止，所有报道过的多酸液晶材料都是非手性的，迄今为止还未有多酸手性液晶材料的报道。考虑到多酸的强功能特性，若能设计出手性的多酸液晶材料，将为实现多酸的偏振发光、手性催化及手性药物等研究提供新思路，开发一种制备手性多酸液晶材料的普适方法是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含多酸的手性液晶复合物及其制备方法，该方法简单易行，对于常见的多酸普遍适用，反应设备简单，操作条件温和，产物易分离纯化，易于工业化生产。
一种含多酸的手性液晶复合物，该含多酸的手性液晶复合物由含胆固醇基团的季铵盐型阳离子表面活性剂和阴离子多酸构成，其结构为：
式中，m为端位连接胆固醇的烷基碳链中碳的个数，m＝5，7，9或者10；n为烷基碳链中碳的个数，其中n＝1，4，8或者12；PM为多酸，其中当x＝4时PM为[SiW12O40]4-，当x＝6时PM为[BW11O39]9-，当x＝8时PM为[EuW10O36]9-，当x＝13时PM为[Eu(BW11O39)2]15-。
本发明提供的一种含多酸的手性液晶复合物的制备方法，首先，起始原料胆固醇与卤代脂肪酸进行酯化反应，得到液晶中间体卤代脂肪酸胆固醇酯；然后，采用上述中间体与三级胺的季铵化反应制得手性阳离子表面活性剂；最后，采用此手性表面活性剂静电包覆多酸，制得含多酸的手性液晶复合物。
反应式为：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)卤代脂肪酸胆固醇酯的合成
将卤代脂肪酸溶于无水三氯甲烷中，保持浓度为8～12毫克/毫升；再加入胆固醇，使胆固醇与卤代脂肪酸的摩尔比为1.2～1.6:1，在0～4℃下加入催化剂4-二甲氨基吡啶和吸水剂二环己基碳二亚胺，使催化剂4-二甲氨基吡啶与卤代脂肪酸的摩尔比为0.1～0.2:1，二环己基碳二亚胺与卤代脂肪酸的摩尔比为1.2～1.6:1，在氮气保护下磁力搅拌反应3～7小时，出现白色沉淀，常温下继续搅拌反应17～21小时，然后过滤除去沉淀后用体积比为2:1的石油醚：二氯甲烷为洗脱剂进行柱层析分离，得到中间产物卤代脂肪酸胆固醇酯；
(2)手性阳离子表面活性剂的合成
将卤代脂肪酸胆固醇酯加热溶解在丙酮中，保持浓度为5～8毫克/毫升，再加入三级胺，使三级胺与卤代脂肪酸胆固醇酯的摩尔比为6～10:1，在氮气保护下回流反应24～48小时；旋转蒸发除去溶剂，用氯仿/乙醚重结晶，得到含胆固醇基团的手性阳离子表面活性剂；
(3)手性多酸复合物的合成
将含胆固醇基团的手性阳离子表面活性剂溶于氯仿中，保持浓度为15～30毫克/毫升，再将多酸溶于水中，保持浓度为8～20毫克/毫升，使手性阳离子表面活性剂的总电荷数与多酸的总电荷数的比例为0.6～0.9:1，其中总电荷数等于单个分子电荷数乘以摩尔量，在搅拌状态下，将含胆固醇基团的手性阳离子表面活性剂溶液滴加到多酸的水溶液中，继续搅拌3～8小时后用分液漏斗将有机相分出，有机相再用水洗，之后按0.2～0.5克/100毫升加入无水硫酸镁干燥处理，最后过滤并蒸干溶剂，得到手性表面活性剂包覆的多酸超分子复合物。
其中所述的卤代脂肪酸为6-溴己酸、8-溴辛酸、10-溴癸酸或11-溴十一酸。
所述的三级胺为三甲胺、N,N-二甲基正丁胺、N,N-二甲基正辛胺或N,N-二甲基十二烷基胺。
所述的多酸为K4[SiW12O40]、K9[BW11O39]、Na9[EuW10O36]或K15[Eu(BW11O39)2]。
本发明通过表面活性剂进行静电包覆是修饰多酸并将其表面改性的有效手段，本发明就是利用含胆固醇基团的手性阳离子表面活性剂包覆多酸得到外表面带有手性表面活性剂包覆的多酸有机/无机复合物，制备出含有多酸的手性液晶材料。
与现有技术相比本发明的有益效果：
(1)本发明复合物表现出手性液晶性。
(2)利用非共价键相互作用构筑含多酸的有机无机杂化超分子复合物，离子自组装技术简单易操作，利于更换其他功能性的多酸以实现有不同性质的杂化材料。
(3)以手性阳离子表面活性剂包覆的多酸复合物为研究对象构筑超分子手性液晶材料，克服了手性共价合成方法繁琐、耗时及成本高等弊端。
(4)本发明方法简单易行，对于常见的多酸普遍适用，反应设备简单，操作条件温和，产物易分离纯化，易于工业化生产。
附图说明
图1：阳离子表面活性剂C10S12与(C10S12)8EuW10复合物的核磁共振波谱；
图2：(C10S12)8EuW10的热重分析曲线；
图3：(C10S12)8EuW10的圆二色谱；
图4：(C10S12)8EuW10的差示扫描量热曲线；
图5：(C10S12)8EuW10的X-射线衍射；
图6：(C10S12)8EuW10在145℃时的偏光显微镜照片；
图7：(C10S12)8EuW10在145℃时剪切后的偏光显微镜照片。
具体实施方式
实施例1
(C10S12)8EuW10的合成
(1)取1克11-溴十一酸溶于100毫升无水的三氯甲烷中，再加入2.04克胆固醇，在3℃下加入69毫克催化剂4-二甲氨基吡啶和1.09克二环己基碳二亚胺，氮气保护下磁力搅拌反应5小时后出现白色沉淀，常温下继续搅拌反应19小时，过滤除去白色沉淀后旋干滤液，用石油醚/二氯甲烷(体积比为2:1)为洗脱剂进行柱层析分离，得到11-溴十一酸胆固醇酯，产率为78％；
(2)将1克11-溴十一酸胆固醇酯加热溶解在170毫升丙酮中，再加入2.70克N,N-二甲基十二烷基胺，在氮气保护下回流反应36小时，旋转蒸发除去溶剂，用氯仿/乙醚重结晶三次，得到季铵盐型离子化合物C10S12，产率为79％；
(3)将1克C10S12溶解在50毫升氯仿中，0.46克Na9[EuW10O36]溶解在50毫升水中，C10S12与Na9[EuW10O36]的摩尔比为7：1(电荷比为7：9)，在搅拌状态下，将C10S12氯仿溶液滴加到Na9[EuW10O36]水溶液中，继续搅拌5小时后，静止分层，用分液漏斗分出下层有机相，有机相用水洗涤两次，加入无水硫酸镁干燥，(无水硫酸镁用量为0.3克/100毫升)，0.5小时后，滤出硫酸镁，滤液经旋转蒸发除去氯仿后得白色复合物固体(C10S12)8EuW10，室温真空干燥，产率57％。
(C10S12)8EuW10的核磁共振波谱、元素分析、热重分析表明8个阳离子表面活性剂成功包覆在了多酸的外围，形成了有机无机杂化的多酸复合物：(C10S12)8EuW10的核磁共振波谱与表面活性剂C10S12的核磁共振波谱(见图1)对比，发现季铵盐头部的甲基和亚甲基向高场低位移方向移动，确定包覆成功；(C10S12)8EuW10的元素分析结果计算值C：56.91,H：8.47,N：1.30，理论值为C：57.13,H：8.87,N:1.28，通过实验值和理论值的对比分析进一步验证了确定平均每个多酸上包覆着8个C10S12分子；(C10S12)8EuW10在900℃时的分解产物对应于有机组分的完全分解，Eu、W金属元素分解为氧化物Eu2O3、WO3，按照元素分析结果给出的剩余质量比应为28.5wt％，与热重分析给出的最终剩余质量比为26.3wt％相吻合(见图2)，这表明复合物(C10S12)8EuW10是由8个C10S12分子和1个多酸组成。
实施例2：
(C10S12)8EuW10的合成
(1)取1克11-溴十一酸溶于100毫升无水的三氯甲烷中，再加入1.75克胆固醇，在3℃下加入46毫克催化剂4-二甲氨基吡啶和0.93克二环己基碳二亚胺，氮气保护下磁力搅拌反应3小时后出现白色沉淀，常温下继续搅拌反应21小时，过滤除去白色沉淀后旋干滤液，用石油醚/二氯甲烷(体积比为2:1)为洗脱剂进行柱层析分离，得到11-溴十一酸胆固醇酯，产率为76％；
(2)将1克11-溴十一酸胆固醇酯加热溶解在125毫升丙酮中，再加入2.02克N,N-二甲基十二烷基胺，在氮气保护下回流反应24小时；旋转蒸发除去溶剂，用氯仿/乙醚重结晶三次，得到季铵盐型离子化合物C10S12，产率为72％；
(3)将1克C10S12溶解在50毫升氯仿中，0.41克Na9[EuW10O36]溶解在50毫升水中，C10S12与Na9[EuW10O36]的摩尔比为8：1(电荷比为8：9)；在搅拌状态下，将C10S12氯仿溶液滴加到Na9[EuW10O36]水溶液中；继续搅拌5小时后，静止分层，用分液漏斗分出下层有机相；有机相用水洗涤两次，加入无水硫酸镁干燥，(无水硫酸镁用量为0.3克/100毫升)；0.5小时后，滤出硫酸镁，滤液经旋转蒸发除去氯仿后得白色复合物固体(C10S12)8EuW10，室温真空干燥，产率51％。
实施例3
(C10S12)8EuW10的合成
(1)取1克11-溴十一酸溶于100毫升无水的三氯甲烷中，再加入2.33克胆固醇，在3℃下加入92毫克催化剂4-二甲氨基吡啶和1.24克二环己基碳二亚胺，氮气保护下磁力搅拌反应7小时后出现白色沉淀，常温下继续搅拌反应17小时，过滤除去白色沉淀后旋干滤液，用石油醚/二氯甲烷(体积比为2:1)为洗脱剂进行柱层析分离，得到11-溴十一酸胆固醇酯，产率为81％；
(2)将1克11-溴十一酸胆固醇酯加热溶解在200毫升丙酮中，再加入3.37克N,N-二甲基十二烷基胺，在氮气保护下回流反应48小时，旋转蒸发除去溶剂，用氯仿/乙醚重结晶三次，得到季铵盐型离子化合物C10S12，产率为83％；
(3)将1克C10S12溶解在50毫升氯仿中，0.54克Na9[EuW10O36]溶解在50毫升水中，C10S12与Na9[EuW10O36]的摩尔比为6：1(电荷比为6：9)，在搅拌状态下，将C10S12氯仿溶液滴加到Na9[EuW10O36]水溶液中，继续搅拌5小时后，静止分层，用分液漏斗分出下层有机相，有机相用水洗涤两次，加入无水硫酸镁干燥，(无水硫酸镁用量为0.3克/100毫升)，0.5小时后，滤出硫酸镁，滤液经旋转蒸发除去氯仿后得白色复合物固体(C10S12)8EuW10，室温真空干燥，产率60％。
实施例4
(C10S1)8EuW10的合成
(1)取1克11-溴十一酸溶于100毫升无水的三氯甲烷中，再加入2.04克胆固醇，在3℃下加入69毫克催化剂4-二甲氨基吡啶和1.09克二环己基碳二亚胺，氮气保护下磁力搅拌反应5小时后出现白色沉淀，常温下继续搅拌反应19小时，过滤除去白色沉淀后旋干滤液，用石油醚/二氯甲烷(体积比为2:1)为洗脱剂进行柱层析分离，得到11-溴十一酸胆固醇酯，产率为78％；
(2)将1克11-溴十一酸胆固醇酯加热溶解在170毫升丙酮中，再加入2.33克40％的三甲胺，在氮气保护下回流反应36小时，旋转蒸发除去溶剂，用氯仿/乙醚重结晶三次，得到季铵盐型离子化合物C10S1，产率为81％；
(3)将1克C10S1溶解在50毫升氯仿中，0.57克Na9[EuW10O36]溶解在50毫升水中，C10S1与Na9[EuW10O36]的摩尔比为7：1(电荷比为7：9)，在搅拌状态下，将C10S1氯仿溶液滴加到Na9[EuW10O36]水溶液中，继续搅拌5小时后，静止分层，用分液漏斗分出下层有机相，有机相用水洗涤两次，加入无水硫酸镁干燥，(无水硫酸镁用量为0.3克/100毫升)；0.5小时后，滤出硫酸镁，滤液经旋转蒸发除去氯仿后得白色复合物固体(C10S12)8EuW10，室温真空干燥，产率58％。
实施例5
(C10S4)8EuW10的合成
(1)取1克11-溴十一酸溶于100毫升无水的三氯甲烷中，再加入2.04克胆固醇，在3℃下加入69毫克催化剂4-二甲氨基吡啶和1.09克二环己基碳二亚胺，氮气保护下磁力搅拌反应5小时后出现白色沉淀，常温下继续搅拌反应19小时。过滤除去白色沉淀后旋干滤液，用石油醚/二氯甲烷(体积比为2:1)为洗脱剂进行柱层析分离，得到11-溴十一酸胆固醇酯，产率为78％。
(2)将1克11-溴十一酸胆固醇酯加热溶解在170毫升丙酮中，再加入1.27克N,N-二甲基正丁胺，在氮气保护下回流反应36小时，旋转蒸发除去溶剂，用氯仿/乙醚重结晶三次，得到季铵盐型离子化合物C10S4，产率为62％；
(3)将1克C10S4溶解在50毫升氯仿中，0.54克Na9[EuW10O36]溶解在50毫升水中，C10S4与Na9[EuW10O36]的摩尔比为7：1(电荷比为7：9)，在搅拌状态下，将C10S4氯仿溶液滴加到Na9[EuW10O36]水溶液中，继续搅拌5小时后，静止分层，用分液漏斗分出下层有机相，有机相用水洗涤两次，加入无水硫酸镁干燥，(无水硫酸镁用量为0.3克/100毫升)，0.5小时后，滤出硫酸镁，滤液经旋转蒸发除去氯仿后得白色复合物固体(C10S4)8EuW10，室温真空干燥，产率56％。
实施例6
(C10S8)8EuW10的合成
(1)取1克11-溴十一酸溶于100毫升无水的三氯甲烷中，再加入2.04克胆固醇，在3℃下加入69毫克催化剂4-二甲氨基吡啶和1.09克二环己基碳二亚胺，氮气保护下磁力搅拌反应5小时后出现白色沉淀，常温下继续搅拌反应19小时，过滤除去白色沉淀后旋干滤液，用石油醚/二氯甲烷(体积比为2:1)为洗脱剂进行柱层析分离，得到11-溴十一酸胆固醇酯，产率为78％。
(2)将1克11-溴十一酸胆固醇酯加热溶解在170毫升丙酮中，再加入1.98克N,N-二甲基正辛胺，在氮气保护下回流反应36小时，旋转蒸发除去溶剂，用氯仿/乙醚重结晶三次，得到季铵盐型离子化合物C10S8，产率为68％；
(3)将1克C10S8溶解在50毫升氯仿中，0.50克Na9[EuW10O36]溶解在50毫升水中，C10S8与Na9[EuW10O36]的摩尔比为7：1(电荷比为7：9)；在搅拌状态下，将C10S8氯仿溶液滴加到Na9[EuW10O36]水溶液中；继续搅拌5小时后，静止分层，用分液漏斗分出下层有机相；有机相用水洗涤两次，加入无水硫酸镁干燥，(无水硫酸镁用量为0.3克/100毫升)；0.5小时后，滤出硫酸镁，滤液经旋转蒸发除去氯仿后得白色复合物固体(C10S8)8EuW10，室温真空干燥，产率56％。
实施例7
(C5S12)4SiW12的合成
(1)取1克6-溴己酸溶于125毫升无水的三氯甲烷中，再加入3.17克胆固醇，在3℃下加入94毫克催化剂4-二甲氨基吡啶和1.69克二环己基碳二亚胺，氮气保护下磁力搅拌反应5小时后出现白色沉淀，常温下继续搅拌反应19小时，过滤除去白色沉淀后旋干滤液，用石油醚/二氯甲烷(体积比为2:1)为洗脱剂进行柱层析分离，得到6-溴己酸胆固醇酯，产率为79％。
(2)将1克6-溴己酸胆固醇酯加热溶解在200毫升丙酮中，再加入3.78克N,N-二甲基十二烷基胺，在氮气保护下回流反应48小时，旋转蒸发除去溶剂，用氯仿/乙醚重结晶三次，得到季铵盐型离子化合物C5S12，产率为83％；
(3)将1克C5S12溶解在50毫升氯仿中，1.30克K4[SiW12O40]溶解在65毫升水中，C5S12与K4[SiW12O40]的摩尔比为3：1(电荷比为3：4)，在搅拌状态下，将C5S12氯仿溶液滴加到K4[SiW12O40]水溶液中，继续搅拌5小时后，静止分层，用分液漏斗分出下层有机相，有机相用水洗涤两次，加入无水硫酸镁干燥，(无水硫酸镁用量为0.4克/100毫升)，0.5小时后，滤出硫酸镁，滤液经旋转蒸发除去氯仿后得白色复合物固体(C5S12)4SiW12，室温真空干燥，产率58％。
实施例8
(C7S12)6BW11的合成
(1)取1克8-溴辛酸溶于125毫升无水的三氯甲烷中，再加入2.77克胆固醇，在3℃下加入82毫克催化剂4-二甲氨基吡啶和1.48克二环己基碳二亚胺，氮气保护下磁力搅拌反应5小时后出现白色沉淀，常温下继续搅拌反应19小时，过滤除去白色沉淀后旋干滤液，用石油醚/二氯甲烷(体积比为2:1)为洗脱剂进行柱层析分离，得到8-溴辛酸胆固醇酯，产率为80％；
(2)将1克8-溴辛酸胆固醇酯加热溶解在200毫升丙酮中，再加入3.60克N,N-二甲基十二烷基胺，在氮气保护下回流反应48小时，旋转蒸发除去溶剂，用氯仿/乙醚重结晶三次，得到季铵盐型离子化合物C7S12，产率为83％；
(3)将1克C7S12溶解在50毫升氯仿中，0.53克K9[BW11O39]溶解在50毫升水中，C7S12与K9[BW11O39]的摩尔比为7：1(电荷比为7：9)，在搅拌状态下，将C7S12氯仿溶液滴加到K9[BW11O39]水溶液中，继续搅拌5小时后，静止分层，用分液漏斗分出下层有机相，有机相用水洗涤两次，加入无水硫酸镁干燥，(无水硫酸镁用量为0.4克/100毫升)，0.5小时后，滤出硫酸镁，滤液经旋转蒸发除去氯仿后得白色复合物固体(C7S12)6BW11，室温真空干燥，产率58％。
实施例9
(C9S12)13EuBW11的合成
(1)取1克10-溴癸酸溶于125毫升无水的三氯甲烷中，再加入2.46克胆固醇，在3℃下加入73毫克催化剂4-二甲氨基吡啶和1.31克二环己基碳二亚胺，氮气保护下磁力搅拌反应5小时后出现白色沉淀，常温下继续搅拌反应19小时，过滤除去白色沉淀后旋干滤液，用石油醚/二氯甲烷(体积比为2:1)为洗脱剂进行柱层析分离，得到10-溴癸酸胆固醇酯，产率为81％；
(2)将1克10-溴癸酸胆固醇酯加热溶解在200毫升丙酮中，再加入3.44克N,N-二甲基十二烷基胺，在氮气保护下回流反应48小时，旋转蒸发除去溶剂，用氯仿/乙醚重结晶三次，得到季铵盐型离子化合物C9S12，产率为83％；
(3)将1克C9S12溶解在50毫升氯仿中，0.66克K15[Eu(BW11O39)2]溶解在50毫升水中，C9S12与K15[Eu(BW11O39)2]的摩尔比为11：1(电荷比为11：15)，在搅拌状态下，将C9S12氯仿溶液滴加到K15[Eu(BW11O39)2]水溶液中，继续搅拌8小时后，静止分层，用分液漏斗分出下层有机相，有机相用水洗涤两次，加入无水硫酸镁干燥，(无水硫酸镁用量为0.5克/100毫升)，0.5小时后，滤出硫酸镁，滤液经旋转蒸发除去氯仿后得白色复合物固体(C9S12)13EuBW11，室温真空干燥，产率51％。
实施例10
复合物(C10S12)8EuW10的手性
我们利用圆二色谱图详细考察了复合物(C10S12)8EuW10的光学活性(见图3)，其在214nm、264nm、337nm处分别展现出了克顿效应，第一个负的克顿信号(214nm)表明化合物(C10S12)8EuW10在胆固醇基团的诱导下具有光学活性，为S-构型手性化合物；第二个正的克顿信号(264nm)为多酸中O→W的配体到金属的电荷转移吸收带，表明胆固醇基团诱导多酸展现出诱导手性。
实施例11
复合物(C10S12)8EuW10的液晶性
复合物(C10S12)8EuW10的差示扫描量热曲线(见图4)在升温和降温过程展现出的多个相转变峰表明意味具有液晶性质；从各相同性态降温至16℃出现玻璃态转变峰；升温至15℃出现吸热峰表明固态向液晶态的转变。
在从各向同性态第一次降温至110℃时，复合物(C10S12)8EuW10的X-射线衍射图谱的小角区出现两个等间距的衍射峰001、002与003(见图5)，表明为层结构，层间距d为4.21nm；广角区在20°处没有出现衍射峰，表明此时烷基链处于无序堆积状态；降温至30℃，层结构保持不变。采用夹层型样品对多畴样品进行液晶织构的观察，取少量研磨均匀的样品置于两层圆形盖玻片夹层中，轻压盖玻片。将上述所制备的样品置于偏光显微镜的热台中，利用正交偏光对液晶分子的热致组装行为进行观察。从各向同性态降温至145℃，有条纹织构(见图6)出现，X-射线衍射图谱与偏光显微镜表明110℃下的液晶相态为手性近晶A(SmA*)相。剪切后条纹织构转变为游丝织构(见图7)，这表明复合物(C10S12)8EuW10的流动性较强，粘度较低，是一种有潜在应用价值的热致液晶材料。

Claims (5)

1.一种含多酸的手性液晶复合物，其特征在于该含多酸的手性液晶复合物由含胆固醇基团的季铵盐型阳离子表面活性剂和阴离子多酸构成，其结构为：
式中，m为端位连接胆固醇的烷基碳链中碳的个数，m＝5，7，9或者10；n为烷基碳链中碳的个数，其中n＝1，4，8或者12；PM为多酸，其中当x＝4时PM为[SiW12O40]4-，当x＝6时PM为[BW11O39]9-，当x＝8时PM为[EuW10O36]9-，当x＝13时PM为[Eu(BW11O39)2]15-。
2.权利要求1所述含多酸的手性液晶复合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)卤代脂肪酸胆固醇酯的合成
将卤代脂肪酸溶于无水三氯甲烷中，保持浓度为8～12毫克/毫升；再加入胆固醇，使胆固醇与卤代脂肪酸的摩尔比为1.2～1.6:1，在0～4℃下加入催化剂4-二甲氨基吡啶和吸水剂二环己基碳二亚胺，使催化剂4-二甲氨基吡啶与卤代脂肪酸的摩尔比为0.1～0.2:1，二环己基碳二亚胺与卤代脂肪酸的摩尔比为1.2～1.6:1，在氮气保护下磁力搅拌反应3～7小时，出现白色沉淀，常温下继续搅拌反应17～21小时，然后过滤除去沉淀后用体积比为2:1的石油醚：二氯甲烷为洗脱剂进行柱层析分离，得到中间产物卤代脂肪酸胆固醇酯；
(2)手性阳离子表面活性剂的合成
将卤代脂肪酸胆固醇酯加热溶解在丙酮中，保持浓度为5～8毫克/毫升，再加入三级胺，使三级胺与卤代脂肪酸胆固醇酯的摩尔比为6～10:1，在氮气保护下回流反应24～48小时；旋转蒸发除去溶剂，用氯仿/乙醚重结晶，得到含胆固醇基团的手性阳离子表面活性剂；
(3)手性多酸复合物的合成
将含胆固醇基团的手性阳离子表面活性剂溶于氯仿中，保持浓度为15～30毫克/毫升，再将多酸溶于水中，保持浓度为8～20毫克/毫升，使手性阳离子表面活性剂的总电荷数与多酸的总电荷数的比例为0.6～0.9:1，其中总电荷数等于单个分子电荷数乘以摩尔量，在搅拌状态下，将含胆固醇基团的手性阳离子表面活性剂溶液滴加到多酸的水溶液中，继续搅拌3～8小时后用分液漏斗将有机相分出，有机相再用水洗，之后按0.2～0.5克/100毫升加入无水硫酸镁干燥处理，最后过滤并蒸干溶剂，得到手性表面活性剂包覆的多酸超分子复合物。
3.权利要求2所述含多酸的手性液晶复合物的制备方法，其特征在于所述的卤代脂肪酸为6-溴己酸、8-溴辛酸、10-溴癸酸或11-溴十一酸。
4.权利要求2所述含多酸的手性液晶复合物的制备方法，其特征在于所述的三级胺为三甲胺、N,N-二甲基正丁胺、N,N-二甲基正辛胺或N,N-二甲基十二烷基胺。
5.权利要求2所述含多酸的手性液晶复合物的制备方法，其特征在于所述的多酸为K4[SiW12O40]、K9[BW11O39]、Na9[EuW10O36]或K15[Eu(BW11O39)2]。
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