本发明涉及液晶材料，尤其是指一种α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物及其制备方法。
背景技术：
1、液晶是一种独特的自组装，结合了液态和晶态的特性，例如迁移率和各向异性。这些特性使得液晶成为功能性刺激响应软材料，主要以其在显示应用中的光电响应而闻名。此外，在液晶相中加入荧光等附加特性引起了人们的极大兴趣，因为这种发光液晶可以在各向异性oled、简化液晶显示器、化学传感器、光学存储器或偏振有机激光器中找到多种应用。然而，在液晶分子中掺入发光部分，同时通过保持分子间相互作用来保留液晶行为而不导致荧光猝灭(acq)是非常困难的。在这方面，氰基二苯乙烯既可以作为棒状液晶基元，也是荧光生色团，氰基二苯乙烯及其衍生物代表了保持液晶和发光特性的良好策略。迄今为止，氰基二苯乙烯衍生物已经获得了各种有吸引力的液晶相态，如向列相、近晶相以及柱状相液晶，无论是低分子还是大分子化合物(均聚物，共聚物，甚至氢键超分子聚合物)都得到了成功的应用。
2、此外，还有在三个维度上都具有周期性的中间相(3d相)，通常具有立方对称性(cub)，立方相是一类特殊的液晶相态，呈光学各向同性，具有三维的位置有序。立方相主要有两种基本结构形态：一是不连续立方相，主要由球状或近球状的分子或多分子聚集体堆积成三维组装结构；二是双连续立方相，具有立方对称性的自组装三维有序互穿网络，经常以中间相的形式出现在层状与柱状相之间。其中，双连续结构因其吸引人的物理性质在学术研究和应用探索中引起了极大的关注。例如，这些结构可以促进其3d相互连接的孔道中的有效质量扩散，这一优点在用于能量存储和转换的电极材料或催化剂中是非常可取的。双连续结构使材料具有特殊的光学性能，这些结构中的多次光折射和反射可以提高光的利用效率。此外，在双连续结构材料中还可以实现特殊的光学功能，包括光子晶体和负折射。因此，双连续结构在光催化、光子晶体和超材料等领域引起了越来越多的关注，也具有更加广泛的应用前景。然而，这种复杂而精细的结构的构建是非常困难的。
3、根据目前的相关文献，氰基二苯乙烯衍生物中还没有关于这些复杂相结构的相关报道，这种巨大的挑战以及诱人的物理性能和潜在的应用促使人们开发出有效的方法来构建双连续结构的功能液晶材料。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物及其制备方法。本发明通过改变烷基链的取代位置和数量调控化合物的液晶相结构，从而得到了近晶相、柱状相、手性立方相等丰富的液晶相态，尤其手性立方相液晶的首次发现为后续在氰基二苯乙烯衍生物中探索手性液晶新相态提供了新思路。
2、本发明通过以下技术方案实现：
3、本发明第一个目的是提供一种α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物，所述α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物具有以下结构式：，
4、其中，r1、r2、r3为以下一种：
5、r1 = r3 = h，r2 = oc12h25；
6、r3 = h，r1 = r2 = oc12h25；
7、r1 = r2 = r3 = oc12h25。
8、本发明第二个目的是提供所述的α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物的制备方法，包括以下步骤：
9、（1）将对溴苯乙腈与催化剂四(三苯基膦)钯溶于四氢呋喃中，加入碳酸钠水溶液和4-羟基苯硼酸进行回流搅拌反应，提纯后得到化合物a；
10、（2）将对羟基苯甲醛、无水碳酸钾、催化剂碘化钾与1-溴十二烷在乙腈中搅拌回流反应，提纯后得到化合物b；
11、（3）在避光条件下，将步骤（1）所得化合物a、步骤（2）所得化合物b和氢氧化钠在无水甲醇中回流搅拌反应，提纯后得到化合物c；
12、（4）将胆甾醇甲酰氯、化合物c与缚酸剂在二氯甲烷中混合搅拌反应，提纯后得到α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物。
13、在本发明的一个实施例中，步骤（1）中，所述对溴苯乙腈与所述4-羟基苯硼酸的摩尔比为1:40-80。
14、在本发明的一个实施例中，步骤（1）中，所述回流反应的条件为：75℃~85 ℃回流11 h~ 13 h。
15、在本发明的一个实施例中，步骤（2）中，所述苯甲醛酚为对羟基苯甲醛、3，4-二羟基苯甲醛或3，4，5-三羟基苯甲醛。
16、在本发明的一个实施例中，步骤（2）中，所述苯甲醛酚与1-溴十二烷的摩尔比为1:1.1-1.3；
17、和/或，所述回流反应的条件为75℃~85℃下搅拌回流23 h~ 24 h。
18、在本发明的一个实施例中，步骤（3）中，所述回流搅拌反应的条件为：45℃~55℃回流搅拌12 h~13 h。
19、在本发明的一个实施例中，步骤（4）中，所述缚酸剂为三乙胺和/或二异丙基乙胺。
20、在本发明的一个实施例中，步骤（4）中，所述胆甾醇甲酰氯与所述化合物c的摩尔比为1.2-1.5:1；
21、和/或，所述搅拌反应的条件为：室温下搅拌反应12 h~13 h。
22、本发明第三个目的是提供所述的α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物在光催化、光子晶体或超材料中的应用。
23、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
24、1、本申请提供了一种α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物，温度工作范围较宽，都可应用于微电子和功能性软物质材料领域。
25、2、本发明通过改变烷基链的取代位置和数量可调控化合物的液晶相结构，随着烷基链的数量增加，化合物的液晶相结构发生从层状相到手性立方相最后到柱状相的转变。这也是首次在氰基二苯乙烯衍生物中发现这样的手性立方相结构，为后续在手性液晶新相态方面的探索提供了新思路。
26、3、本申请提供的一种α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物，能形成两个手性网络状三维有序结构，分别为 i 4132相和 i 23相，这种双连续立方相由于结构的特殊性在离子传输、催化、药物传递、能量转换等领域具有广泛的应用价值。
1.一种α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物，其特征在于，所述α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物具有以下结构式：，
2.根据权利要求1所述的α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述对溴苯乙腈与所述4-羟基苯硼酸的摩尔比为1:40-80。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述回流反应的条件为：75℃~85 ℃回流11 h~ 13 h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述苯甲醛酚为对羟基苯甲醛、3，4-二羟基苯甲醛或3，4，5-三羟基苯甲醛。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述苯甲醛酚与1-溴十二烷的摩尔比为1:1.1-1.3；
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述回流搅拌反应的条件为：45℃~55℃回流搅拌12 h~13 h。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述缚酸剂为三乙胺和/或二异丙基乙胺。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述胆甾醇甲酰氯与所述化合物c的摩尔比为1.2-1.5:1；
10.权利要求1所述的α-氰基二苯乙烯型手性荧光液晶化合物在光催化、光子晶体或超材料中的应用。
