新型小分子热致液晶的合成及介晶性

摘要

液晶作为环境友好材料，在高新技术领域显示出越来越广阔的应用前景，因而倍受研究者的青睐。为了改善材料的性能使其适应新的要求，新型液晶化合物的合成及结构-性能关系的研究成为液晶领域的一项重要工作。本文报道了一类新的联苯类棒状液晶化合物和两类苯并菲盘状液晶化合物的合成。化合物纯度和结构通过1HNMR手段测试和表征，化合物热稳定性通过热重分析(TGA)测定，热致液晶性通过偏光显微镜(POM)和差示扫描量热法(DSC)研究，初步探讨了分子结构对介晶性的影响。具体内容如下： 1、合成了刚性部分长度不同的三个系列棒状液晶化合物：H2n+11Cn-OC6H4-C6H4-OCH2-C6H4-CO2-CmH2m+1(系列A，n=8，12，16；m=6，12，14，16)，H2m+1Cm-O2C-C6H4-CH2O-C6H4-C6H4-OCH2-C6H4-CO2-CmH2m+1(系列B，m=6，12，14，16)，H2m+1Cm-O2C-C6H4-CH2O-C6H4-OCH2-C6H4-CO2-CmH2m+1(系列C，m=6，12，14，16)。POM和DSC对热致液晶性研究显示：除化合物C-16(系列C，m=16)外，其余化合物都具有介晶性，而且化合物的液晶性与分子的对称性、刚性部分长度及烷氧链的长度都有着密切的关系。对称性化合物B-m的清亮点明显高于相对应的不对称化合物A-n-m；含有较长刚性部分的对称性化合物B-m比相对应的化合物C-m有更高清亮点和更宽的介晶相温度范围；这些化合物的清亮点均随着烷氧柔链的增长成下降趋势。 2、合成了二十个醚-酯混合柔链的不对称苯并菲盘状液晶化合物，结构通式为：2,3-TP(OC6H13)4(OMe)(OCOR)，(R=-CnH2n+1，n=1～7；-CH2OCmH2m+1，m=2～5；-CH2OC2H4OMe；-CH=CH-CH=CH-Me；-C8H16CH=CH2；-C8H16C≡CH； -CH(Et)C4H9；-CHClCH2CH(Me)2；-o-C6H4Cl；-C6H5，-o-C6H4-C6F13)。POM和DSC对液晶性研究显示：盘状液晶化合物都具有液晶性，除全氟己基苯甲酸酯为盘状向列相外，其余化合物在液晶范围内均呈柱状相；饱和脂肪酸酯化合物随着分子软链的增长，化合物的清亮点呈现先升高后降低的趋势，其清亮点基本上高于相对应的软链具有相同原子数的烷氧乙酸酯化合物；软链中含有较大体积的化合物为室温液晶并具有较宽的液晶范围。 3、合成含有两类疏水-亲水基柔软链交替取代的对称和非对称苯并菲盘状液晶化合物，sym-TP(OCnH2n+1)3(OCOCH2OC2H4OMe)3和asym-TP(OCnH2n+1)3-(OCOCH2OC2H4OMe)3，n=4～8。POM和DSC对热致液晶性研究显示：该系列化合物都具有液晶性。随烷基链的增长(n增大)，化合物的清亮点和熔点都逐渐降低。柱状相到各相同性液体转变(Col→Ⅰ)的熵变随烷氧链碳原子数增大呈下降趋势。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章含氧亚基联苯液晶的合成及介晶性

第三章新型不对称苯并菲盘状液晶的合成及介晶性

第四章含有亲水-疏水基混合醚酯链苯并菲盘状液晶合成及介晶性

附图

致谢

攻读硕士学位期间发表论文