苯并菲盤狀液晶的分子設計、合成及柱狀相錨定.pdf

1、盤狀液晶能自組裝成高度有序的六方柱狀相，因而具有較高各向異性的載流子遷移速率，其作為有機半導體材料有廣泛的應用前景。為了改善其電荷載流子遷移速率，目前對苯并菲盤狀液晶的研究工作大多試圖通過分子設計，增加分子沿柱軸的有序堆積，以獲得穩(wěn)定的柱狀相。常用的方法有利用引入氟代烴鏈和分子間氫鍵來錨定盤狀液晶分子的柱狀相。本文通過分子設計，合成了兩類的氟代烴鏈和酰胺鍵形成氫鍵的苯并菲盤狀液晶化合物，對其介晶性進行了研究?；衔锛兌群徒Y(jié)構(gòu)通過<'1>

2、H NMR，EA測試和表征?；衔餆岱€(wěn)定性通過熱重分析(TGA)測定，熱致液晶性通過偏光顯微鏡(POM)和差示掃描量熱法(DSC)研究。本文所獲得的液晶分子結(jié)構(gòu)與介晶性關(guān)系的相關(guān)信息，將為液晶材料的分子設計和實際應用打下基礎。 第一章簡要介紹了液晶的基礎知識，以及含氟液晶在盤狀液晶中的研究狀況，并對近幾年來利用酰胺鍵形成的氫鍵在盤狀液晶中的相互作用進行了歸納。 第二章合成了一系列全氟苯甲酸酯鏈的苯并菲化合物C<,18>H

3、<,6>(OC<,n>H<,2n+1>)5(OCOC<,6>H<,4>C<,6>F<,13>)，以及另外兩個相對應系列的不含氟化合物C<,18>H<,6>(OC<,n>H<,2n+1>)<,5>(OCOC<,6>H<,4>OC<,5>H<,11>)，C<,18>H<,6>(OC<,n>H<,2n+1>)<,5>(OCOC<,6>H<,4>C<,6>H<,13>)，n=4～9。DSC檢測和偏光顯微鏡觀察顯示兩類化合物都為柱狀相熱致型液晶(

4、除C<,18>H<,6>(OC<,4>H<,9>)<,5>(OCOC<,6>H<,4>OC<,5>H<,11>)外)。含氟化合物與相對應的不含氟化合物比較，其熔點和清亮點上升，柱狀相的熱穩(wěn)定性增強。 第三章中合成了三個系列，共十八個有兩種不同軟鏈的苯井菲盤狀液晶化合物：C<,18>H<,6>(OC<,n>H<,2n+1><,5>(OCH<,2>COOEt，C<,18>H<,6>(OC<,n>H<,2n+1>)<,5>(OCH<,

5、2>COOBu)，和C<,18>H<,6>(OC<,n>H<,2n+1>)<,5>(OCH<,2>CONHBu)，n=4～9。通過差示掃描量熱法(DSC)檢測和偏光顯微鏡觀察，表明化合物都為柱狀相熱致型液晶。熱重分析(TGA)表明，化合物有較高的熱穩(wěn)定性。結(jié)果顯示：對于分子中含有酰胺基的苯并菲液晶化合物C<,18>H<,6>(OC<,n>H<,2n+1>)<,5>(OCH<,2>CONHBu)，與具有同樣軟鏈長度的分子中不含酰胺鍵的化合

6、物系列C<,18>H<,6>(OC<,n>H<,2n+1>)<,5>(OCH<,2>COOBu)相比較，前者由于柱內(nèi)分子間氫鍵的形成，具有更高的熔點和清亮點。 第四章引入不同位置的酰胺基，研究其對介晶性的影響。主要合成的是一條尾鏈帶有官能團(酯基或酰胺基)的苯并菲類盤狀液晶C<,18>H<,6>(OC<,9>H<,19>)<,5>[O(CH<,2>)<,m>COXBu]，X=O、NH，m=1～5系列，研究了隨著亞甲基數(shù)量的增加，

7、即官能團(酯基及酰胺基)的位置外移對化合物介晶性的影響；同時在一條尾鏈上同時引入酰胺基和羥基，終端羥基之間也能形成氫鍵作用。在第四章中對強氫鍵作用對化合物C<,18>H<,6>(OC<,n>H<,2n+1>)<,5>(OCH<,2>CONHCH<,2>CH<,2>OH)n=4～9介晶性的影響也進行了探討。有機凝膠由于其物理和形態(tài)學特性越來越受到關(guān)注。在第四章中將對具有相同尾鏈長度的含酰胺基的苯并菲化合物C<,18>H<,6>(OC<,7