含有手性基團(tuán)的小分子熱致液晶的合成與表征.pdf

1、由手性液晶形成的鐵電液晶，分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)或一個(gè)以上不對(duì)稱碳原子，具有手性近晶C相(S*C)。鐵電液晶材料以其獨(dú)特的非線性光電性質(zhì)、快速響應(yīng)速度(微秒級(jí))以及良好記憶性等優(yōu)點(diǎn)，在電子和顯示領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。盤狀液晶典型的分子結(jié)構(gòu)由稠環(huán)芳烴剛性實(shí)和圍繞的3～9條柔軟烴鏈構(gòu)成。盤狀液晶可通過分子自組裝形成柱狀相結(jié)構(gòu)材料，從而具有沿柱取向的電子云的交疊和一維的、且較高的電荷和能量傳輸性能，是理想的電載流子傳輸材料，可用于制備光電器件，如分

2、子導(dǎo)線、有機(jī)發(fā)光二極管、氣體分子傳感器、太陽能電池等。苯并菲型盤狀液晶是盤狀液晶中合成數(shù)量最多、研究得最廣泛的一類盤狀液晶材料，它的合成、性能及應(yīng)用已成為當(dāng)今有機(jī)光電子材料領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。將手性基團(tuán)引入盤狀液晶分子中，有望得到一類具有特殊光電性質(zhì)的有機(jī)液晶材料。 本文合成了一系列結(jié)構(gòu)通式為H5C2OCOC*H(CH3)OCOC6H4OCH2C6H4CH=NC6H4R，R=CH3，OCnH2n+1,n=1～12，14，16，含

3、有手性基團(tuán)的Schiff堿型棒狀液晶化合物，以及兩個(gè)系列結(jié)構(gòu)通式分別為TP(OCnH2n+1)3(O2CC*HClCH2CHMe2)3，n=4～8，11和TP(OCnH2n+1)3(O2CC*HClCH2CH2SCH3)3，n=4～8，11，含有手性基團(tuán)的苯并菲型盤狀液晶化合物。通過1HNMR、IR、元素分析等方法對(duì)中間體和目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，表明它們的結(jié)構(gòu)都符合分子設(shè)計(jì)。通過旋光儀檢驗(yàn)證明所合成的化合物均具有光學(xué)活性。通過熱失

4、重分析(TGA)、差示掃描熱分析(DSC)和熱臺(tái)偏光顯微鏡(POM)測(cè)定了它們的熱穩(wěn)定性、相變溫度、熱焓、液晶織構(gòu)等性質(zhì)。同時(shí)，還對(duì)分子的結(jié)構(gòu)與液晶性之間的關(guān)系進(jìn)行了初步探討。 通過對(duì)棒狀液晶化合物的液晶性能的研究發(fā)現(xiàn)，該系列化合物的熱穩(wěn)定性良好，熱分解溫度Td均在300-℃以上。端基柔鏈中含有氧原子的化合物的介晶溫度范圍比不含氧原子的化合物的介晶溫度范圍寬，表明在端基柔鏈中引入氧原子等電負(fù)性較大的原子或基團(tuán)，具有穩(wěn)定液晶相態(tài)的

5、作用。在以烷氧基(OCnH2n+1)為柔鏈的化合物中，當(dāng)碳鏈較短時(shí)(n≤4)，化合物的液晶相呈近晶A相(SA)和近晶B相(SB)，而當(dāng)碳鏈較長(n＞4)時(shí)，化合物則表現(xiàn)出近晶A相(SA)和手性近晶C相(S*C)；隨著分子中端基柔鏈的增長，化合物的熔點(diǎn)呈現(xiàn)先升高后降低再升高的規(guī)律，而清亮點(diǎn)呈下降趨勢(shì)，化合物的液晶態(tài)溫度范圍也由窄變寬再變窄。由此可見，在液晶化合物中末端基團(tuán)中碳原子數(shù)的增加，不僅意味著碳鏈的不同，而且它還直接影響到相變次序、

6、相變溫度以及液晶態(tài)的溫度范圍。 對(duì)苯并菲型盤狀液晶化合物的液晶性能的研究結(jié)果表明：由于苯并菲芳核周圍所連烴鏈的是6條醚、酯混合柔鏈，與周圍全由6條醚鏈形成的苯并菲型盤狀液晶化合物相比，這類液晶化合物具有良好的熱穩(wěn)定性和液晶性能，熱分解溫度均在300-℃以上，除了其中一個(gè)化合物之外，其余均為室溫液晶，具有較寬的液晶溫度范圍，在液晶溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)為柱狀相。化合物的液晶性與分子的對(duì)稱性，烷氧基柔鏈的長度以及柔鏈中碳原子數(shù)的奇偶性都有