新型苯甲酸-吡啶超分子液晶的合成: 全氟烃基和介晶体刚性 对液晶性的影响

报道了4-正烷氧基苯甲酸和4-正全氟己基苯甲酸分别与吡啶衍生物3a, 3b通过分子间氢键形成的超分子液晶化合物的合成和热致液晶性. 目标超分子液晶化合物的介晶性和氢键的缔合通过热台偏光显微镜, 差示扫描量热法, 核磁和红外光谱进行了研究. 结果显示: 吡啶衍生物3a, 3b不具有液晶性. 4-正烷氧基苯甲酸与吡啶衍生物3a, 3b形成的复合物4a和4b具有向列相和近晶C相, 而4-全氟己基苯甲酸与吡啶衍生物3a, 3b形成的复合物6a, 6b则呈现多个近晶相. 4a-n系列化合物比4b-n系列具有更高的熔点和清亮点, 而4b-n系列存在明显的奇偶效应. 红外光谱证实了羧基与吡啶基之间存在氢键.     

氢键缔合主链超分子液晶聚合物:间隔基及扩展介晶元长度的影响研究

采用慢挥发溶剂组装方法制备了一系列羧酸/吡啶氢键缔合的主链型超分子复合物,并采用FTIR,DSC以及偏光显微镜等对其相转变与热致液晶相行为进行了比较研究.研究表明,分别具有较短的6或10个亚甲基的烷烃间隔基的双苯甲酸衍生物4',4'-二羧酸-1,6-二酚氧基己烷(C6-2COOH)和4',4'-二羧酸-1,10-二酚氧基癸烷(C10-2COOH)的系列复合物具有较高的熔点和清亮点,一般都只出现结晶近晶相和多晶型转变现象.而具有柔顺性较好的四甘醇醚链间隔基的4,4'-二羧酸-α,ω-二酚氧基四甘醇醚(C8O4-2COOH)得到的系列复合物均在降温过程生成单致的流体近晶SA和/或向列N液晶相.可见,间隔基增长,相转变温度降低,最终导致真正的流体液晶相的产生.另一方面,对于从同一种二元羧酸得到的组装体系,从4,4'-联吡啶(4,4'-BPy)、4,4'-联吡啶乙烯撑(4,4'-BPyE)到对苯二酚二异烟酸酯(p-PhBPy),由于双键或酯基的引入,可变形性和极性增大,刚性依次减弱,尽管中心核部分持续长度增大,所得复合物的各向同性化温度降低,形成流体液晶相的趋势增强,液晶有序性降低,流动性增加.指出了早期文献报道的一些不一致甚至矛盾的结果.通过不同系列的对比研究,得出的一些规律性对氢键组装尤其对羧基/吡啶氢键缔合超分子体系设计与构筑具有一定指导意义.     

巴比妥酸楔形棒状液晶分子的合成、性质及与三嗪衍生物的氢键识别组装体

合成了一端含巴比妥酸, 另一端含带三条烷基链苯甲酸酯楔形单元, 中间为苯乙烯共轭单元的棒状分子5-{4-[3,4,5-三(十二烷氧基)苯甲酸酯]苯乙烯}-(1H,3H)-2,4,6嘧啶三酮(BA³/12); 采用偏光显微镜(POM)、 示差扫描量热法(DSC)、 X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 红外光谱(IR)、 核磁共振波谱(NMR)和荧光光谱等对其进行了表征. 结果表明, BA³/12能自组装形成晶格结构为c2mm的长方柱相液晶; 红外光谱及核磁共振氢谱表征数据初步证实了BA³/12与三嗪化合物6-(5-{4-[3,4-双(十二烷氧基)]苄氧基}苯基)噻吩-2,4-二氨基-1,3,5三嗪(1T²/12)形成的等摩尔氢键复合物BA/T的结构; BA/T不仅具有液晶性质且能形成具有三维网络状结构的超分子凝胶.     

两个新的氢键诱导液晶化合物的合成

通过４－丁氧基苯甲酸（４ＢＡ０与两个手性取代的苯乙烯基吡啶（ＶＳＺ及ＬＳＺ）间的氢键作用合成了２个新的液晶化合物，用ＤＳＣ、偏光显微镜研究了其液晶行为，并由红外光谱证实了分子间氢键的存在，形成的复合物４ＢＡ－ＶＳＺ具有手性近晶Ｃ相。     

含二苯并-18-冠-6席夫碱型液晶冠醚钾配合物的液晶行为

以顺(反)-4,4′-双[4-(4′-正烷氧基联苯基-4-羧基)苯亚氨基]二苯并-18-冠-6(Ⅰ和Ⅱ)为配体合成了2种系列席夫碱型液晶冠醚钾配合物,产率分别为85.5%～92.1%和88.7%～90.7%。配合物的结构通过元素分析、IR、UV-Vis和AAS等测试技术确证。液晶行为通过DSC、POM、XRD等方法表征。实验结果表明,所有配合物均具有热致液晶性,且随分子末端烷氧基碳原子数增加,其熔点和清亮点呈规律性变化。近晶相温度范围渐增,向列相温度范围递减。与配体相比,配合物液晶态温度范围变宽。     

一种离子型超分子液晶的合成及其液晶性研究

以对羟基联苯腈为原料,合成了N,N-二乙基-N-甲基-6-(4′-氰基联苯氧基)己基碘化铵(WQ),不具液晶性的WQ分别与聚丙烯酸钠和聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠在乙醇-水体系中通过自组装形成复合物,这些复合物表现出液晶性。通过DSC,POM和XRD对复合物的液晶性进行了研究。     

分子中部含齐聚氧化乙烯单元的酯-醚液晶

以4-(4′-烷氧基苯甲酰氧基)苯甲酸作为液晶中间体,合成了在分子中部含齐聚氧化乙烯的系列酯-醚液晶化合物.对其化学结构和液晶性能进行了表征,除个别化合物外,其余样品均具有热致液晶性.     

含甲氧基偶氮苯液晶基元超分子的相行为研究

氢键是分子聚集和识别过程中的重要相互作用,利用分子间氢键,可设计并制备各种超分子体系材料,1989年,Kato等报道了吡啶基和羧酸基通过分子间氢键相互作用形成扩展液晶基元,得到了液晶稳定性增强的超分子液晶复合体系及侧链超分子液晶聚合物;同时,Lehn等报道了带脲嘧啶基和2,6-二酰胺吡啶基两种互补官能团的分子通过三重氢键缔合形成的主链超分子液晶。从此,迅速而广泛的开展利用氢键组装的超分子液晶体系的研究,并已组装合成出低分子型、     

可溶性聚酰亚胺的制备及其在液晶显示器上的潜在应用

以3,5-二硝基苯甲酰氯和4-羟基联苯为原料,合成了功能性二胺单体3,5-二氨基苯甲酸联苯酯(DABBE).用此单体与3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMMDA)、3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)共缩聚,采用低温缩聚-化学亚胺化的方法,通过调节共聚物组成制备了5种聚酰亚胺(PI).利用FT-IR、NMR、UV-Vis与DSC等手段对合成二胺单体及聚酰亚胺进行了结构表征和性能测试;研究了其溶解性能、透光性能、取向性能和耐热性能.结果表明,5种聚酰亚胺均可溶于NMP、DMF等极性溶剂;对液晶分子取向时的预倾角随DABBE的比例增加而增大,可达1.8°.但当DABBE的比例增加时,PI的分子量降低,将影响其成膜性能.此外,实验所得的PI透过率大于80%,玻璃化转变温度在220℃以上.     

对位取代苯甲酸对苯二酯类液晶相变和取代基作用的DSC研究

用准确可靠的DSC法研究了对位取代苯甲酸对苯二酯类的五个仔细纯化过的液晶化合物,得到了相变的温度、焓及熵的数据.据此给出液晶性质和分子结构关系的规律.指出不能用分子增宽导致分子间色散引力减弱的效应解释溴取代侧基的影响,相变温度的降低是熵效应的结果.用分子对称性和S_c、N相稳定性的观点解释了S_c相消失和相变温度降低的现象.从分子对称性和氰基极性观点讨论了中心苯环2,3-位氰基取代基对T_m和T_c的影响;指出烷氧基比烷基更有利于向列相的热稳定性.     

含二苯并-18-冠-6席夫碱型液晶冠醚钾配合物的合成与表征

以顺(反)-4,4＇-双[4-(4＇-正烷氧基联苯基-4-羧基) 苯亚氨基] 二苯并-18-冠-6（I和II）为配体合成了2个系列席夫碱型液晶冠醚钾配合物,产率分别为85.5%~92.1%和88.7%~90.7%。配合物的结构通过元素分析、IR、UV-Vis和AAS等方法确证。液晶行为通过DSC、POM、XRD等方法表征。实验结果表明,所有配合物均具有热致液晶性,且随分子末端烷氧基碳原子数增加,其熔点和清亮点呈规律性变化。近晶相温度范围渐增,向列相温度范围递减。与配体相比,配合物液晶态温度范围变宽     

甲壳型液晶高分子的化学结构及其与性能间关系的研究

设计并合成了7种新型甲壳型液晶高分子,研究了液晶基元的化学结构和立体效应对单体及其聚合物液晶性的影响.发现在液晶基元的末端引入极性或可极化的原子基团提高了单体的熔点和液晶相的热稳定性;液晶基元的长径比越大,单体的熔点和清亮点越高;聚合使单体的液晶稳定性增加、液晶相温度范围变宽;侧链液晶基元的极性、刚性和空阻越大,聚合物的玻璃化温度越高;酰胺基团无论是在分子的末端还是在连接部位,都使单体的熔点和聚合物的玻璃化温度提高,但在分子末端时液晶相较稳定,作为中心桥键时不利于液晶相的稳定形成.     

Mesomorphism of complexed 2,6-disubstituted pyridine ligands: crystal and molecular structure of two bent-core pyridines

Bent-core, polycatenar pyridines are reported, synthesized via a Siegrist coupling of di- and tri-alkoxybenzylidene fragments with 2,6-dimethylpyridine. None of these pyridines was liquid crystalline. Isomeric materials based on a 3,5-disubstituted pyridine core were mesomorphic in hydrogen-bonded complexes, whereas these new materials were not. However, the new pyridines did form mesomorphic metal complexes with silver salts. Some insight into this behaviour is gleaned from single crystal structure determinations of the model systems, 3,5-bis(3',4'-dimethoxystyryl)pyridine and 2,6-bis(3',4'-dimethoxystyryl)pyridine.     

有机硅改性席夫碱聚氨酯型液晶固定相的制备、表征及色谱性能

以对苯二胺、3-氯丙醇和4-羟基苯甲醛为原料,合成对苯二(对苯丙氧基醇)亚胺液晶基元,再与对苯二异氰酸酯和1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷反应,合成席夫碱型硅氧烷聚氨酯液晶聚合物。 通过红外光谱法、X射线衍射、热分析、偏光显微镜等技术手段对其结构和性能进行了表征。 结果表明,该物质为席夫碱有机硅聚氨酯液晶聚合物,属于近晶相液晶,液晶区间为103~150 ℃,热分解温度为300 ℃。 用席夫碱型硅氧烷聚氨酯液晶固定相制备填充色谱柱,考察固定液的相对极性及其对取代苯位置异构体的色谱分离性能。 合成的席夫碱型硅氧烷聚氨酯液晶聚合物的液晶温度范围为103~146 ℃,属于强极性固定液(P_x=79),各组分色谱峰的分离度为0.96~3.33。     

Effect of the site of hydrogen-bonding on the liquid crystalline behaviour of supramolecular complexes

Two series of hydrogen-bonded side-chain liquid crystal polymers have been prepared by mixing components containing carboxyl acid and pyridyl-based fragments. We have focused our attention on the effect that the position of the hydrogen bond donor or acceptor site attached to the side-chain backbone has on the hydrogen-bonding interactions and liquid crystalline phase transitions of the system. The liquid crystalline behaviour of the complexes is studied using Fourier transform infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry, polarising optical microscopy and X-ray diffraction. The results indicate that the phase transition temperatures of the complexes are influenced by the site of hydrogen-bonding.     

Synthesis and optical behaviour of hydrogen-bonded liquid crystals based on a chiral pyridine derivative

Three series of cholesteryl-containing supramolecular hydrogen-bonded (H-bonded) liquid crystal (LC) complexes with different number of fluoro-substituent were synthesised and characterised. Cholesteryl isonicotinate as proton acceptor and 4-n-alkoxybenzoic acids with or without fluoro-substituent as proton donor had been mixed in tetrahydrofuran to obtain H-bonded LC complexes. The effect of lateral substitution and the length of terminal chain in the H-bonded precursors on the formation of the supramolecular complexes had been examined. It was found that the introduction of fluoro substituent on the induced mesogens could widen the molecular width and thus reduce the molecular aspect ratio of the complexes, therefore it could lead to compress the formation of the LCs. However, the fluoro substituent played a positive role in enhancing the intermolecular interactions and stabilising the H-bond structure of the complexes. The influence of terminal length on the mesogenic behaviours is also discussed. On increasing the spacer length, the clear point and the thermal range of induced mesophase-like cholesteric phase decreased, and an induced chiral smectic phase began to appear in some complexes with long terminal tails.     

新型弯曲形双偶氮苯类液晶合成及光致异构性能研究

弯曲形偶氮苯液晶由于其偶氮键独特的光致可逆异构化性能,已成为光电子信息材料研究的热门课题,但光响应速度慢已成为制约其发展的关键因素.目前报道的弯曲型偶氮类液晶化合物的偶氮键都距离中心核较远的位置,光致异构的响应时间较长,大都在分钟以上,不利于光敏器件应用研究.本工作试图以2-甲基-1,3-间苯二胺为中心核,将偶氮键紧挨中心核两边,末端为直链烷基,设计合成了一系列新型弯曲形双偶氮苯类液晶化合物,以期缩短光响应时间.通过IR, 1H NMR, 13C NMR和ICP-MS光谱鉴定这些化合物的分子结构,经差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)测定其液晶相变温度和相态织构;并通过测定2-甲基-1,3-双(4-((4-庚基苯基)酯基)-1-(E)-偶氮苯基)苯(2c)的紫外-可见光的吸收光谱研究其光致异构化性能,通过UV-Vis光谱仪和偏光显微镜(POM)测定其液晶化合物以及掺杂向列相液晶材料的光致异构现象和响应时间.实验结果表明,所有设计合成的弯曲形双偶氮苯类液晶化合物均具有近晶相相态,且相态温度范围较宽,当近晶相态化合物2c掺杂到向列相混合液晶中时,其光致异构响应时间为2~3 s,在日光下液晶态恢复时间为3~4s,在乙酸乙酯稀溶液中时10s可达到光稳态.说明这类弯曲形双偶氮液晶化合物具有较快的光致异构响应速度.     

含偶氮苯生色团的聚醚的合成与热致液晶性质

β－氯乙基缩水甘油醚（ＧＣＥ）和ＧＣＥ／羟丁基乙烯基醚（ＨＢＶＥ）分别通过阳离子聚合、光引发共聚合,获得两种聚醚,然后再分别与４－硝基－４’－羟基偶氦苯（ＮＨＡ）反应,制备了两种侧链含偶氦苯生色团的液晶聚合物（ＰＡＥＧ、ＰＡＶ）。用ＦＴＩＲ、＾１Ｈ－ＮＭＲ和ＥＡ对其化学结构及生色团含量进行了表征,以ＰＯＭ,ＤＳＣ、ＴＧＡ和ＷＡＸＤ对聚合物介晶相转变温度、织构、热稳定性及相行为进行了研究。结果表明,     

Wide nematic phases induced by hydrogen-bonding

New series of hydrogen-bonded supramolecular complexes, In/IIm, were prepared and investigated for their mesophase behaviour. The complexes were prepared through hydrogen-bonding between equimolar amounts of 4-alkoxyphenylazo-benzoic acids as the proton donors and non-mesomorphic 4-alkoxyphenylazo pyridines as the proton acceptors. The length of the terminal alkoxy chains was varied systematically on both terminals of the supramolecular complexes. The formation of 1:1 hydrogen-bonded complexes was confirmed by differential scanning calorimetry (DSC) and FTIR spectroscopy. All of new complexes were characterised by DSC and polarised light microscopy (PLM). It was found that the prepared complexes are dimorphic, possessing smectic C (SmC) and nematic (N) phases with relatively wide ranges. A comparison was made between the present series of complexes and the previously investigated isomers of the simple 4-alkoxybenzoic acids with the 4-(4?-pyridylazophenyl)-4??-alkoxybenzoates, revealed the stability of the nematic phase is dependent on the length of the acid component.