CN109776329B - 一种可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物、制备方法和器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物及其制备方法。该化合物能在紫外光激发下发生手性翻转，并在停止激发后可自发回复到初始状态，同时具有可聚合的丙烯酸酯双键，能有效的引入到交联体系中。本发明方法制备的可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物能在紫外光激发下发生手性翻转,即分子内部不同基团发生相对运动。本发明的效果是首次合成出了同时具有光致手性翻转性能和多元丙烯酸酯带来的可交联性能的分子。该化合物具有迅速的光响应性和对温度敏感的热回复行为，同时不影响分子的可聚合性质，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于功能光学分子制备领域，具体涉及一种可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物及其制备方法。
背景技术
具有光致手性翻转性质的分子马达最早由荷兰科学家B.L.Feringa成功合成出来，并因此获得2016年诺贝尔化学奖。该分子能在紫外光激发下改变分子手性，停止激发后又能逐渐恢复到原来的手性，在液晶、界面化学等各个领域有着广泛的应用前景。
手性可调的手性分子在胆甾相液晶中应用广泛，可以实现宽波反射、控制反射波段和光致变色等多种功能；将同时具有可聚合和光致响应分子引入到液晶聚合物中，通过外界刺激使液晶相转变而产生形变是目前比较前沿的研究课题，光控形变聚合物在新材料、微流控、医学等众多领域有巨大潜在应用价值。
目前，手性分子应用在胆甾相液晶中的方法主要是掺杂，对于将可聚合双键与可手性翻转的分子相结合的研究很少有人涉足。
发明内容
本发明目的是将可聚合双键同时引入到手性分子的不同部分，提供了一种可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物及其制备方法。
本发明的技术方案是：一种可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物，该化合物结构通式如下：
其中R1–R8独立的选自(2)-(12)中任选，且n为0-20之间的整数；X在(13)-(16)中任选；m为0或1；y为1或2；
作为上述可手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物一种更好的选择，所述R1优选(11)和(12)，R2-R5优选(2)，R6-R8优选(11)和(12)，X优选(13)，m和y分别优选0和1。
特别的，综合分子的光响应速度和可交联性质，下列分子有最优性能：
本发明的另一目的是提供上述可手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物的制备方法，该方法具有如下步骤：
硫酮类化合物与叠氮化合物在催化剂作用下发生偶联反应生成带有丙烯酸双键的分子马达。
所述硫酮类化合物具有如下的结构：
其中，R1-R8独立的选自H和(2)-(12)式中基团，X选自(13)-(16)式中的基团，y＝0或1。
进一步的，所述的硫酮类化合物与叠氮化合物反应具体为：
提供硫酮类化合物的溶液，加入1-2当量的叠氮化合物，加热至反应温度，加入催化剂，搅拌反应。
更进一步的，所述的硫酮类化合物与叠氮化合物反应具体为：
提供硫酮类化合物的溶液，加入1-2当量的叠氮化合物，加热至反应温度，加入1-2当量的三苯基膦作为反应催化剂，搅拌反应进行反应。
在本发明的实施例内，所述的硫酮类化合物与叠氮化合物反应典型为：
取一定量的硫酮类化合物溶于干燥甲苯，并置于反应容器中，加入1-2当量的叠氮化合物，加热至90℃后，加入1-2当量的三苯基膦作为反应催化剂。搅拌反应24h后，加入2-3当量碘代甲烷反应12h除去过量的三苯基膦催化剂。反应后，溶液降至室温，并通过抽滤除去不溶物，加压蒸馏除去溶剂，通过硅胶柱提纯得到带有特定官能团的分子马达。
本发明所述的硫酮类化合物通过酮类化合物与劳森试剂反应得到。
本发明所述的叠氮化合物通过酮类化合物的低温催化反应得到。
本发明所述的酮类化合物可以是芴酮衍生物和蒽酮衍生物，也可以通过萘或其衍生物与丙烯酸、丙烯酸衍生物或氰类化合物反应得到。
优选的，所述的酮类化合物具有如下式所示的结构：
其中，R1-R8独立选自H和(2)-(12)式中基团，X选自(13)-(16)式中的基团，y＝0或1；
更具体的，该方法具有如下步骤：
A：将萘X和溶于多聚磷酸，并置于一定的反应容器内，升温至70℃并搅拌一段时间后，加入2-5当量的丙烯酸或氰类化合物Y后，加热至100℃并反应10h；反应后经过萃取提纯得到淡黄色油状液体；
其中X的结构为：
R7和R8独立选自H和(2)-(12)式中基团；
其中Y的结构为
X选自(13)-(16)式中基团；
B：酮类化合物Z溶于乙醇，并加入2当量水合肼，加热至90℃冷凝回流反应10h，反应后冷却至室温，得到重结晶的黄色固体，将黄色固体收集溶于二氯甲烷，加入2-4当量二氧化锰，反应5h，温度控制在0-20℃，反应后，减压蒸馏除去溶剂，提纯得到叠氮化合物；或将酮类化合物Z溶于干燥甲苯后，加入2-4当量劳森试剂加热搅拌8h，反应后加压蒸馏除去溶剂并提纯，得到硫酮化合物；
其中Z的结构为：
其中，R1-R8独立选自H和(2)-(12)式中基团，X选自(13)-(16)式中的基团，y＝0或1；
C：将硫酮化合物溶于干燥甲苯中，加入1-2当量的叠氮化合物，加热至90℃后，加入1-2当量的三苯基膦作为反应催化剂。搅拌反应24h后，加入2-3当量碘代甲烷反应12h除去过量的三苯基膦催化剂。反应后，溶液降至室温，并通过抽滤除去不溶物，加压蒸馏除去溶剂，通过硅胶柱提纯得到带有特定官能团的分子马达。
本发明通过一系列合成反应，合成出了带有多个丙烯酸双键的分子马达，双键的相互位置随分子的光致手性翻转而变化。本发明所提供的可手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物的优点是：可以在紫外光照射下快速响应，发生手性翻转，停止紫外光照后能自发热恢复到初始状态，具有快速的光响应性和良好的循环性能。通过共价键链接上的多元丙烯酸双键官能团能有效的引入交联体系中，并且在分子发生手性翻转时会产生双键之间相对位置的变化。
本发明提供的分子马达的潜在应用包括：
1)与可聚合液晶单体聚合形成液晶高分子材料，制备出新型的光致形变液晶高分子智能材料；
2)基于分子的手性翻转特性，能在胆甾相液晶的选择性反射、宽波反射和光致变色等领域发挥作用；
3)有望在液晶高分子材料中将光致形变和光致变色等现象结合起来，制备出新型智能材料和器件。
相应的，本发明还提供了基于该可手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物或分子马达的器件，所述器件为微型推进器、微型车辆或光驱动机器人。
本发明相对于现有技术具有如下的优点：
通过一种普适性的方法，将可聚合的丙烯酸双键与分子马达相结合，制备出了既能发生光致手性翻转又能聚合到高分子网络中的功能分子。该分子上接入有多个丙烯酸双键，使分子在发生手性翻转时，双键之间能发生相对位移。因此，该分子有望制备出新一代光控智能材料，在光驱动材料领域有广泛的应用前景。
附图说明
图1是实施实例1中的分子在紫外光激发前后的紫外可见吸收光谱图；
图2是实施实例1中的分子的核磁谱图。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明的技术方案作进一步说明。应当注意到，这里给出的描述和实施例仅仅是为了描述本发明的一种具体实施方式，使本公开实施例的特征更容易被理解，它们并非用于限定权利要求的范围。
实施例1：
以分子结构为(1)，以R1结构为：
R2结构为：H，R3结构为：H，R4结构为：H，R5结构为：H，R6结构为：
R7结构为：
R8结构为：H，X结构为-CH3，m＝0，y＝1,为例介绍该化合物的合成方法：
1、将7.5g萘溶于40ml多聚磷酸置于双口烧瓶内，升温至90℃并机械搅拌，加入5g的甲基丙烯酸，机械搅拌反应5h，然后将反应液用冰水浴降至室温后，用二氯甲烷萃取，再分别用饱和碳酸氢钠水溶液和去离子水洗涤两次，分液除去水层，减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和石油醚1:1的混合溶剂，旋蒸掉溶剂得到淡黄色油状液体7.2g，产率58％。
2、将步骤1中得到的产物6g溶于40ml乙酸中，加入0.33g三氯化铝并搅拌1h使其充分分散，然后加入10g溴，升温至40℃，反应3d。产物用硫代硫酸钠饱和水溶液洗涤两次除去残余溴，分液除去水层，减压蒸馏除掉溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚与二氯甲烷为10:1的混合溶剂，干燥得到淡黄色针状固体6g，产率41％；
3、将步骤2中得到的溴代产物1.36g溶于50ml乙腈，加入1.96g的碘化钠室温搅拌1h使其溶解，再逐滴加入1.1g三甲基氯硅烷，室温下反应4h，产物分别用硫代硫酸钠饱和水溶液和去离子水洗涤两次，分液除去水层，然后减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷5:1的混合溶剂，减压蒸馏并干燥得到白色固体1.05g，产率96％；
4、将步骤3中得到的产物1g加上0.04g氧化银和2.04g碳酸铯溶于50ml四氢呋喃，加热至90℃，通氩气保护，逐滴加入溶有0.19g四(三苯基膦)钯和1.37g对甲氧基羰基苯硼酸的四氢呋喃溶液，反应12h，反应后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂，干燥后得到黄色固体1g，产率51.28％；
5、将步骤4中得到的产物1g溶于20ml四氢呋喃和20ml乙醇的混合溶剂，加入溶有1.18g氢氧化钾的20ml水溶液，室温下反应3h，反应液旋蒸掉乙醇和四氢呋喃后倒入大量去离子水中，加稀盐酸酸化至pH＝3，产生大量黄色沉淀，过滤，滤饼用乙醇洗涤后干燥，得到黄色固体0.48g，产率48％；
6、将步骤5中得到的产物0.5g溶于30ml四氢呋喃，加入0.6g二环己基碳二亚胺和0.05g 4-二甲氨基吡啶，再逐滴加入溶有0.4g 6-羟基己基丙烯酸酯的20ml乙醇溶液，室温下搅拌24h，反应液过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和乙酸乙酯6:1的混合溶剂，然后在甲醇中重结晶，干燥后得到褐色固体0.35g，产率41.52％。
7、将5.4g 2,7-二溴芴酮加上0.048g氧化银和3.14g碳酸铯溶于80ml四氢呋喃，加热至90℃，通氩气保护，逐滴加入溶有0.19g四(三苯基膦)钯和1.37g对甲氧基羰基苯硼酸的四氢呋喃溶液，反应12h，反应后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂，干燥后得到淡红色固体2.8g，产率51.28％；
8、将步骤7中得到的产物1g溶于20ml四氢呋喃和20ml乙醇的混合溶剂，加入溶有1.18g氢氧化钾的20ml水溶液，室温下反应3h，反应液旋蒸掉乙醇和四氢呋喃后倒入大量去离子水中，加稀盐酸酸化至pH＝3，产生大量黄色沉淀，过滤，滤饼用乙醇洗涤后干燥，得到淡红色固体0.48g，产率48％；
9、将步骤8中得到的产物0.5g溶于30ml四氢呋喃，加入0.6g二环己基碳二亚胺和0.05g 4-二甲氨基吡啶，再逐滴加入溶有0.4g 6-羟基己基丙烯酸酯的20ml乙醇溶液，室温下搅拌24h，反应液过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和乙酸乙酯6:1的混合溶剂，然后在甲醇中重结晶，干燥后得到黄色固体0.35g，产率41.52％。
10、将步骤6中得到的产物1g溶于50ml甲苯，加入2g的劳森试剂，在90℃下搅拌反应8h，反应后将反应液降温至0℃并保温1h，然后过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和乙酸乙酯20:1的混合溶剂，减压蒸馏得到深蓝色油状液体0.8g，产率80％；
11、将步骤9中得到的产物5.4g溶于300ml水合肼与50ml乙醇的混合溶剂，加入0.5ml醋酸，搅拌反应8h，将重结晶出的固体溶于二氯甲烷，加入7.06g二氧化锰，在冰水浴中搅拌8h，得到的产物过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为石油醚和三乙胺20:1的混合溶剂，干燥后得到淡红色固体3g，产率52％；
12、将步骤10中得到的产物1.64g溶于50ml甲苯，逐滴加入20ml溶有2.13g步骤11中产物的甲苯，80℃下搅拌1h后加入2.225g三苯基膦，80℃下反应8h，过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和石油醚20:1的混合溶剂，干燥后得到红褐色固体1g，产率29.2％；
对步骤12)得到的产物进行测试，使用紫外光的波长为365nm，参见图1和表1，在紫外光照射前和照射后，可以看出紫外吸收光谱的吸收峰从400nm红移至420nm。这种变化的原因在于：紫外光激发后，处于稳态的分子马达异构为光稳态构型，这两种构型有不同的光谱吸收特性，光照前，处于稳态的分子马达的吸收峰位于400nm处，紫外光激发后，处于光稳态的分子马达吸收峰位于420nm处。
表1、本发明实施例各分子的稳态吸收峰和光稳态吸收峰
实施例2：
以分子结构为(1)，以R1结构为：
R2结构为：H，R3结构为：H，R4结构为：H，R5结构为：H，R6结构为：
R7结构为：H，R8结构为：
X结构为-CH3，m＝0，y＝1,为例介绍该化合物的合成方法：
1、1-溴萘的傅克酰基化反应：将10g1-溴萘溶于40ml多聚磷酸置于双口烧瓶内，升温至90℃并机械搅拌，加入5g的甲基丙烯酸，机械搅拌反应10h，然后将反应液用冰水浴降至室温后，用二氯甲烷萃取，再分别用饱和碳酸氢钠水溶液和去离子水洗涤两次，分液除去水层，减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和石油醚1:1的混合溶剂，旋蒸掉溶剂得到淡黄色油状液体7.8g，产率58％。
2、将步骤1中得到的产物1.5g加上0.04g氧化银和2.04g碳酸铯溶于50ml四氢呋喃，加热至90℃，通氩气保护，逐滴加入溶有0.19g四(三苯基膦)钯和1.37g对甲氧羰基苯硼酸的四氢呋喃溶液，反应12h，反应后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂，干燥后得到黄色固体1g，产率34％；
3、将步骤2中得到的产物1g溶于20ml四氢呋喃和20ml乙醇的混合溶剂，加入溶有1.18g氢氧化钾的20ml水溶液，室温下反应3h，反应液旋蒸掉乙醇和四氢呋喃后倒入大量去离子水中，加稀盐酸酸化至pH＝3，产生大量黄色沉淀，过滤，滤饼用乙醇洗涤后干燥，得到黄色固体0.48g，产率48％；
4、将步骤3中得到的产物0.5g溶于30ml四氢呋喃，加入0.6g二环己基碳二亚胺和0.05g 4-二甲氨基吡啶，再逐滴加入溶有0.4g 6-羟基己基丙烯酸酯的20ml乙醇溶液，室温下搅拌24h，反应液过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和乙酸乙酯6:1的混合溶剂，然后在甲醇中重结晶，干燥后得到褐色固体0.35g，产率41.52％；
5、将5.4g 2,7-二溴芴酮加上0.048g氧化银和3.14g碳酸铯溶于80ml四氢呋喃，加热至90℃，通氩气保护，逐滴加入溶有0.19g四(三苯基膦)钯和1.37g对甲氧羰基苯硼酸的四氢呋喃溶液，反应12h，反应后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂，干燥后得到淡红色固体2.8g，产率51.28％；
6、将步骤5中得到的产物1g溶于20ml四氢呋喃和20ml乙醇的混合溶剂，加入溶有1.18g氢氧化钾的20ml水溶液，室温下反应3h，反应液旋蒸掉乙醇和四氢呋喃后倒入大量去离子水中，加稀盐酸酸化至pH＝3，产生大量黄色沉淀，过滤，滤饼用乙醇洗涤后干燥，得到淡红色固体0.48g，产率48％；
7、将步骤6中得到的产物0.5g溶于30ml四氢呋喃，加入0.6g二环己基碳二亚胺和0.05g 4-二甲氨基吡啶，再逐滴加入溶有0.4g 6-羟基己基丙烯酸酯的20ml乙醇溶液，室温下搅拌24h，反应液过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和乙酸乙酯6:1的混合溶剂，然后在甲醇中重结晶，干燥后得到黄色固体0.35g，产率41.52％；
8、将步骤4中得到的产物1g溶于50ml甲苯，加入2g的劳森试剂，在90℃下搅拌反应8h，反应后将反应液降温至0℃并保温1h，然后过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和乙酸乙酯20:1的混合溶剂，减压蒸馏得到深蓝色油状液体0.8g，产率80％；
9、将步骤7中得到的产物5.4g溶于300ml水合肼与50ml乙醇的混合溶剂，加入0.5ml醋酸，搅拌反应8h，将重结晶出的固体溶于二氯甲烷，加入7.06g二氧化锰，在冰水浴中搅拌8h，得到的产物过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为石油醚和三乙胺20:1的混合溶剂，干燥后得到淡红色固体3g，产率52％；
10、将步骤8中得到的产物1.64g溶于50ml甲苯，逐滴加入20ml溶有2.13g步骤9中产物的甲苯，80℃下搅拌1h后加入2.225g三苯基膦，80℃下反应8h，过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和石油醚20:1的混合溶剂，干燥后得到红褐色固体1g，产率29.2％；
对实施例2制得的产物进行测试，其紫外光谱表明其具备和实施例1分子类似的性质。
实施例3：
以分子结构为(1)，以R1结构为：
R2结构为：H，R3结构为：H，R4结构为：H，R5结构为：H，R6结构为：
R7结构为：
R8结构为：H，X结构为H，m＝0，y＝1,为例介绍该化合物的合成方法：
1、将7.5g萘溶于40ml多聚磷酸置于双口烧瓶内，升温至90℃并机械搅拌，加入5g的甲基丙烯酸，机械搅拌反应5h，然后将反应液用冰水浴降至室温后，用二氯甲烷萃取，再分别用饱和碳酸氢钠水溶液和去离子水洗涤两次，分液除去水层，减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和石油醚1:1的混合溶剂，旋蒸掉溶剂得到淡黄色油状液体7.2g，产率58％。
2、将步骤1中得到的产物6g溶于40ml乙酸中，加入0.33g三氯化铝并搅拌1h使其充分分散，然后加入10g溴，升温至40℃，反应3d。产物用硫代硫酸钠饱和水溶液洗涤两次除去残余溴，分液除去水层，减压蒸馏除掉溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚与二氯甲烷为10:1的混合溶剂，干燥得到淡黄色针状固体6g，产率41％；
3、将步骤2中得到的溴代产物1.36g溶于50ml乙腈，加入1.96g的碘化钠室温搅拌1h使其溶解，再逐滴加入1.1g三甲基氯硅烷，室温下反应4h，产物分别用硫代硫酸钠饱和水溶液和去离子水洗涤两次，分液除去水层，然后减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷5:1的混合溶剂，减压蒸馏并干燥得到白色固体1.05g，产率96％；
4、将步骤3中得到的产物1g加上0.04g氧化银和2.04g碳酸铯溶于50ml四氢呋喃，加热至90℃，通氩气保护，逐滴加入溶有0.19g四(三苯基膦)钯和1.37g对甲氧羰基苯硼酸的四氢呋喃溶液，反应12h，反应后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂，干燥后得到黄色固体1g，产率51.28％；
5、将步骤4中得到的产物1g溶于20ml四氢呋喃和20ml乙醇的混合溶剂，加入溶有1.18g氢氧化钾的20ml水溶液，室温下反应3h，反应液旋蒸掉乙醇和四氢呋喃后倒入大量去离子水中，加稀盐酸酸化至pH＝3，产生大量黄色沉淀，过滤，滤饼用乙醇洗涤后干燥，得到黄色固体0.48g，产率48％；
6、将步骤5中得到的产物0.5g溶于30ml二氯甲烷，加入0.6g二环己基碳二亚胺和0.05g 4-二甲氨基吡啶，再逐滴加入溶有0.4g 6-羟基己基丙烯酸酯的20ml乙醇溶液，室温下搅拌24h，反应液过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和乙酸乙酯6:1的混合溶剂，然后在甲醇中重结晶，干燥后得到褐色固体0.35g，产率41.52％。
7、将5.4g 2,7-二溴芴酮加上0.04g氧化银和2.04g碳酸铯溶于50ml四氢呋喃，加热至90℃，通氩气保护，逐滴加入溶有0.19g四(三苯基膦)钯和1.37g对甲氧基苯硼酸的四氢呋喃溶液，反应12h，反应后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂，干燥后得到淡红色固体2.8g，产率51.28％；
8、将步骤6中得到的产物1g溶于50ml甲苯，加入2g的劳森试剂，在90℃下搅拌反应8h，反应后将反应液降温至0℃并保温1h，然后过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和乙酸乙酯20:1的混合溶剂，减压蒸馏得到深蓝色油状液体0.8g，产率80％；
9、将步骤7中得到的产物5.4g溶于300ml水合肼与50ml乙醇的混合溶剂，加入0.5ml醋酸，搅拌反应8h，将重结晶出的固体溶于二氯甲烷，加入7.06g二氧化锰，在冰水浴中搅拌8h，得到的产物过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为石油醚和三乙胺20:1的混合溶剂，干燥后得到淡红色固体3g，产率52％；
10、将步骤8中得到的产物1.64g溶于50ml甲苯，逐滴加入20ml溶有2.13g步骤9中产物的甲苯，80℃下搅拌1h后加入2.225g三苯基膦，80℃下反应8h，过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和石油醚20:1的混合溶剂，干燥后得到红褐色固体1g，产率29.2％；
实施例4：
以分子结构为(1)，以R1结构为：
R2结构为：H，R3结构为：H，R4结构为：H，R5结构为：H，R6结构为：
R7结构为：H，R8结构为：
X结构为H，m＝0，y＝1,为例介绍该化合物的合成方法：
1、1-溴萘的傅克酰基化反应：将10g1-溴萘溶于40ml多聚磷酸置于双口烧瓶内，升温至90℃并机械搅拌，加入5g的甲基丙烯酸，机械搅拌反应10h，然后将反应液用冰水浴降至室温后，用二氯甲烷萃取，再分别用饱和碳酸氢钠水溶液和去离子水洗涤两次，分液除去水层，减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和石油醚1:1的混合溶剂，旋蒸掉溶剂得到淡黄色油状液体7.8g，产率58％。
2、将步骤1中得到的产物1.5g加上0.04g氧化银和2.04g碳酸铯溶于50ml四氢呋喃，加热至90℃，通氩气保护，逐滴加入溶有0.19g四(三苯基膦)钯和1.37g对甲氧基苯硼酸的四氢呋喃溶液，反应12h，反应后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂，干燥后得到黄色固体1g，产率34％；
3、将步骤2中得到的产物1g溶于50ml甲苯，加入2g的劳森试剂，在90℃下搅拌反应8h，反应后将反应液降温至0℃并保温1h，然后过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和乙酸乙酯20:1的混合溶剂，减压蒸馏得到深蓝色油状液体0.5g，产率50％；
4、将5.4g 2,7-二溴芴酮加上0.048g氧化银和3.14g碳酸铯溶于80ml四氢呋喃，加热至90℃，通氩气保护，逐滴加入溶有0.19g四(三苯基膦)钯和1.37g对甲氧羰基苯硼酸的四氢呋喃溶液，反应12h，反应后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂，干燥后得到淡红色固体2.8g，产率51.28％；
5、将步骤4中得到的产物1g溶于20ml四氢呋喃和20ml乙醇的混合溶剂，加入溶有1.18g氢氧化钾的20ml水溶液，室温下反应3h，反应液旋蒸掉乙醇和四氢呋喃后倒入大量去离子水中，加稀盐酸酸化至pH＝3，产生大量黄色沉淀，过滤，滤饼用乙醇洗涤后干燥，得到淡红色固体0.48g，产率48％；
6、将步骤5中得到的产物0.5g溶于30ml二氯甲烷，加入0.6g二环己基碳二亚胺和0.05g 4-二甲氨基吡啶，再逐滴加入溶有0.4g 6-羟基己基丙烯酸酯的20ml乙醇溶液，室温下搅拌24h，反应液过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和乙酸乙酯6:1的混合溶剂，然后在甲醇中重结晶，干燥后得到黄色固体0.35g，产率41.52％。
7、将步骤6中得到的产物5.4g溶于300ml水合肼与50ml乙醇的混合溶剂，加入0.5ml醋酸，搅拌反应8h，将重结晶出的固体溶于二氯甲烷，加入7.06g二氧化锰，在冰水浴中搅拌8h，得到的产物过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为石油醚和三乙胺20:1的混合溶剂，干燥后得到淡红色固体3g，产率52％；
8、将步骤3中得到的产物1.64g溶于50ml甲苯，逐滴加入20ml溶有2.13g步骤7中产物的甲苯，80℃下搅拌1h后加入2.225g三苯基膦，80℃下反应8h，过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和石油醚20:1的混合溶剂，干燥后得到红褐色固体1g，产率29.2％；
对实施例4制得的产物进行测试，其紫外光谱表明其具备和实施例1分子类似的性质。
实施例5：
以分子结构为(1)，以R1结构为：
R2结构为：H，R3结构为：H，R4结构为：H，R5结构为：H，R6结构为：
R7结构为：H，R8结构为：
X结构为H，m＝0，y＝1,为例介绍该化合物的合成方法：
1、1-溴萘的傅克酰基化反应：将10g1-溴萘溶于40ml多聚磷酸置于双口烧瓶内，升温至90℃并机械搅拌，加入5g的甲基丙烯酸，机械搅拌反应10h，然后将反应液用冰水浴降至室温后，用二氯甲烷萃取，再分别用饱和碳酸氢钠水溶液和去离子水洗涤两次，分液除去水层，减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和石油醚1:1的混合溶剂，旋蒸掉溶剂得到淡黄色油状液体7.8g，产率58％。
2、将步骤1中得到的产物1.5g加上0.04g氧化银和2.54g碳酸铯溶于50ml四氢呋喃，加热至90℃，通氩气保护，逐滴加入溶有0.29g四(三苯基膦)钯和1.57g对甲氧羰基苯硼酸的四氢呋喃溶液，反应12h，反应后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂，干燥后得到黄色固体1g，产率34％；
3、将步骤2中得到的产物1g溶于20ml四氢呋喃和20ml乙醇的混合溶剂，加入溶有1.18g氢氧化钾的20ml水溶液，室温下反应3h，反应液旋蒸掉乙醇和四氢呋喃后倒入大量去离子水中，加稀盐酸酸化至pH＝3，产生大量黄色沉淀，过滤，滤饼用乙醇洗涤后干燥，得到黄色固体0.48g，产率48％；
4、将步骤3中得到的产物0.5g溶于30ml二氯甲烷，加入0.6g二环己基碳二亚胺和0.05g 4-二甲氨基吡啶，再逐滴加入溶有0.4g 6-羟基己基丙烯酸酯的20ml乙醇溶液，室温下搅拌24h，反应液过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和乙酸乙酯6:1的混合溶剂，然后在甲醇中重结晶，干燥后得到褐色固体0.35g，产率41.52％。
5、将步骤4中得到的产物1g溶于50ml甲苯，加入2g的劳森试剂，在90℃下搅拌反应8h，反应后将反应液降温至0℃并保温1h，然后过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和乙酸乙酯20:1的混合溶剂，减压蒸馏得到深蓝色油状液体0.5g，产率50％；
6、将5.4g 2,7-二溴芴酮加上0.048g氧化银和3.14g碳酸铯溶于80ml四氢呋喃，加热至90℃，通氩气保护，逐滴加入溶有0.19g四(三苯基膦)钯和1.37g对甲氧羰基苯硼酸的四氢呋喃溶液，反应12h，反应后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂，干燥后得到淡红色固体1.8g，产率33.33％；
7、将步骤6中得到的产物3g加上0.04g氧化银和2.04g碳酸铯溶于50ml四氢呋喃，加热至90℃，通氩气保护，逐滴加入溶有0.19g四(三苯基膦)钯和1.37g对甲氧基苯硼酸的四氢呋喃溶液，反应12h，反应后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂，干燥后得到淡红色固体2g，产率66.67％；
8、将步骤7中得到的产物1g溶于20ml四氢呋喃和20ml乙醇的混合溶剂，加入溶有1.18g氢氧化钾的20ml水溶液，室温下反应3h，反应液旋蒸掉乙醇和四氢呋喃后倒入大量去离子水中，加稀盐酸酸化至pH＝3，产生大量黄色沉淀，过滤，滤饼用乙醇洗涤后干燥，得到淡红色固体0.48g，产率48％；
9、将步骤8中得到的产物0.5g溶于30ml二氯甲烷，加入0.6g二环己基碳二亚胺和0.05g 4-二甲氨基吡啶，再逐滴加入溶有0.4g 6-羟基己基丙烯酸酯的20ml乙醇溶液，室温下搅拌24h，反应液过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和乙酸乙酯6:1的混合溶剂，然后在甲醇中重结晶，干燥后得到黄色固体0.6g，产率66.67％。
10、将步骤9中得到的产物5.4g溶于300ml水合肼与50ml乙醇的混合溶剂，加入0.5ml醋酸，搅拌反应8h，将重结晶出的固体溶于二氯甲烷，加入7.06g二氧化锰，在冰水浴中搅拌8h，得到的产物过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂并过柱提纯，淋洗剂为石油醚和三乙胺20:1的混合溶剂，干燥后得到淡红色固体3g，产率52％；
11、将步骤5中得到的产物1.64g溶于50ml甲苯，逐滴加入20ml溶有2.13g步骤10中产物的甲苯，80℃下搅拌1h后加入2.225g三苯基膦，80℃下反应8h，过滤除去固体，滤液减压蒸馏除去溶剂后过柱提纯，淋洗剂为二氯甲烷和石油醚20:1的混合溶剂，干燥后得到红褐色固体1g，产率29.2％；
对实施例5制得的产物进行测试，其紫外光谱表明其具备和实施例1分子类似的性质。
对于本发明的分子马达的应用是通过制备相应的器件并进行测试的，具体的步骤可以参见现有技术。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物，其特征在于，该化合物的结构通式如式(1)所示：
其中R2-R5为H，R1、R6、R7和R8独立选自H和(2)-(12)式中基团，且n为0-20之间的整数，且R7或R8至少有一个为式(11)所示基团,R1或R6至少有一个为式(11)所示基团；X选自(13)-(16)式中基团；m为0；y为1；
2.权利要求1所述的可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物的制备方法，该制备方法具有如下步骤：
硫酮类化合物与叠氮化合物在催化剂作用下发生偶联反应生成可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物。
3.根据权利要求2所述的可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述的硫酮类化合物与叠氮化合物反应具体为：
提供硫酮类化合物的溶液，加入1-2当量的叠氮化合物，加热至反应温度，在催化剂存在的情况下，搅拌反应。
4.根据权利要求3所述的可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：所述硫酮类化合物和叠氮化合物由酮类化合物为原料制得。
5.根据权利要求4所述的可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：硫酮类化合物和/或叠氮化合物的制备过程包括萘或其衍生物与丙烯酸、丙烯酸衍生物或氰类化合物的反应。
6.含有权利要求1所述可光致手性翻转的多元丙烯酸酯类化合物的器件。
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