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三亚苯盘状液晶是近年来涌现出的新型功能性液晶材料,它具有较好的光电性能,这类液晶在信息存储和气相色谱分析等方面具有很大的应用潜力。本文采取三种方案分别合成了侧链端基为酯、酸和醇的液晶小分子,在此基础上利用分子间氢键自组合形成了超分子盘状液晶。
第一种方案和第二种方案均以邻羟基苯甲醚为起始原料,其不同之处在于对羟基的保护和脱保护,其中第二中方案采用对甲苯磺酰基对羟基保护,获得了极好的定位效应和分离效果。脱保护之后,烷基化,Ullmann偶联得到联苯,4,4’-二甲氧基-3,3’-二戊氧基联苯和邻二戊氧基苯在三氯化铁催化作用下偶联得到三亚苯,脱甲基得到2,7-二羟基三亚苯,得到侧链端基为酯的三亚苯后,水解和还原分别得到相应的酸和醇。第三种方案起始原料为邻苯二酚,先后经过异丙基保护其中一个羟基,再用对甲苯磺酰基保护另一个获得定位效应,碘化,脱磺酰保护,烷基化,Ullmann偶联,自由基偶联,得到2,7-二羟基三亚苯,最后获得目标化合物。综合比较三种合成方案,效率最高的是第二种方案。
通过差示扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了8种目标化合物的液晶性能,发现其中5个具有液晶性,有的表现为升温降温互变液晶,有的表现为单变。同时,利用X-粉末衍射(XRD)测定了几种化合物的盘状相,确定它们为有序的六方柱状相Dho(hexgonalorderedcolumnar)。偏光显微镜观察到液晶态的扇形织构,其中有几个化合物液晶性有待进一步确证。研究表明,通过调节分子间作用力,能够获得稳定的液晶相,我们认为端基为羧基时有利于化合物液晶性能的表现。