新型含氧亚甲基和亚胺桥键液晶化合物分子结构与光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法在B3LYP/6-31G*水平上对6个新型含氧亚甲基和亚胺桥键液晶化合物分子的几何结构进行优化计算,讨论了取代基H,CH3,CH3O,C2H5O,NO2,Cl对分子电荷、前线轨道能量和电子吸收光谱等性质的影响.在此基础上使用含时密度泛函理论方法计算了分子第一激发态的电子垂直跃迁能,得到最大吸收波长λmax.计算表明,取代基的引入导致最大吸收波长红移.     

溴原子取代对二茂铁液晶化合物介晶性的影响

二茂铁液晶因其独特的稳定性和易于衍生化受到研究人员的青睐[1- 8] 。我们曾经报道过一类单取代二茂铁液晶的合成与介晶性[9] 。这里我们报道另外一类二茂铁单取代液晶 ,并对分子的长度、溴原子取代对介晶性的影响进行探讨。合成路线如下 :1　实验部分ＢｒｕｃｋｅｒＡＣＥ -2 0 0ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ,ＣＤＣｌ3作溶剂。ＮｉｃｏｌｅｔＭａｇｎａ-ＩＲ 5 0 0Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ,ＳｅｒｉｅｓⅡ ,ＫＢｒ压片。ＷＲＳ -ＩＡ ,ＣａｒｌｏＥｒｂａ 1 1 0ｂ。Ｐｅｒｋｉｎ -Ｅｌｍｅｒ 7Ｓｅｒｉｅｓ热分析仪 ,分温速度 1 0℃ /ｍｉ…     

一类新的4-取代胂酸型变色酸偶氮多卤显色剂的合成及其与稀土元素显色反应的研究

本文研究了五个结构新颖的显色剂与稀土元素的显色反应。其中的二溴羧基偶氮氯肿(CAsA-DBK)与稀土元素反应具有对比度大、灵敏度高、选择性好等优点。在0.6mol/LHClO_4介质中,不加任何掩蔽剂条件下,只与铈组稀土显色,与钇组稀土几乎不显色,是一个较有特色的铈组稀土试剂。     

羟基取代苯并菲化合物分子的结构与电荷传输性质研究

在量子化学B3LYP/6-31G**水平上对苯并菲, 氟及羟基取代苯并菲化合物分子及其分子离子的结构进行理论研究, 得到稳定构型. 在此基础上, 计算二聚物的单点能随旋转角度和盘间距离的变化关系, 得到能量最低点. 根据电子转移的半经典模型计算了苯并菲及氟和羟基取代苯并菲化合物分子的电荷转移常数, 氟和羟基的引入使正电荷转移速率常数明显减小, 即不利于正电荷的传输, 对负电荷的传输速率常数影响不大.     

苯乙烯基吡啶类化合物几何结构与光谱的理论研究

采用量子化学密度泛函理论(DFT)方法分别在B3LYP/6-31G*, 6-31G**, 6-31＋G*水平上对苯乙烯基吡啶类化合物进行计算研究. 通过在相同水平下的振动频率分析发现苯乙烯基吡啶类化合物具有C₁对称性, 酯基的碳氧原子与苯环形成不同的离域大π键, 空间位阻和共轭效应使得两苯环处于两个不同平面, 二面角在60°与62°之间. 使用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算第一激发态的电子垂直跃迁能, 得到最大吸收波长λ_max. 计算结果表明末端烷基链的长度对该类化合物的几何结构与振动光谱、电子光谱无影响.     

某些电荷转移反应中线性反应坐标确定的反应途径的非唯一性

在电子转移半经典模型的基础上,对氟代苯并菲组成的盘状液晶体系的电荷转移反应进行了研究,其反应动力学参数在量子化学B3LYP/6-31G(d,p)水平进行计算.研究中发现在反应物和产物的构型确定后,用线性反应坐标构造的反应途径和过渡态的构型不是唯一的.其原因是反应物和产物确定后,其独立内坐标的选择并不是唯一的.因此在计算电荷转移速率常数时必须考虑到多个过渡态构型才能得到定性正确的结果.     

单取代二茂铁西佛碱型液晶化合物的合成及介晶性研究

报道了两个系列二茂铁衍生物，FcC_6H_4N＝CHC_6H_4OC_nH_(2n+1)（系列I） 和FcC_6H_4N＝CHC_6H_4O_2CC_6H_4OC_nH_(2n+1)（系列II）（Fc:ferrocenyl；n = 2，4，6，8，10，12，14，16），并通过DSC和热台偏光显微镜对其介晶性进行 了研究。系列I不具有介晶性，系列II呈较窄的液晶温度范围。其结果显示分子的 刚性部分长度对介晶性有重要影响。     

苯并菲盘状液晶的合成、亲氟效应及分子对称性对介晶性的影响

New symmetrical and asymmetrical triphenylene-containing discotic liquid crystals with two different peripheral alkyl chains, known as sym-TP(OC6H13)3(OR)3 and asym-TP(OC6H13)3(OR)3, were synthesized. Their thermotropic liquid crystal properties were investigated through polarizing optical microscopy (POM), differential scanning calorimetry (DSC) and X-ray diffraction (XRD) analyses. The asyrranetdcal discogens are 2,6,11-rialkoxy-3,7,10-trihexyloxytriphenylenes, with the alkyl chain carbon numbers varying from 3-10, 12, and 14, while the symmetrical compounds are 2,6,10-trialkyloxy-3,7,11-trihexyloxytriphenylene. Two fluoroalkoxy substituted triphenylene discogens, 2,6,10-td(4,4,4-trifluorobutoxy)-3,7,11-trihexyloxytriphenylene and its asymmetrical isomer 2,6,11-tri(4,4,4-trifluorobutoxy)-3,7,10-trihexyloxytdphenylene were prepared. These two compounds show higher melting and clearing points than their alkoxy analogs, which implies that fluorophilic effect exists in the formation and stabilization of discotic columnar mesophase. The triphenylene derivatives TP(OC6H13)3(OR)3 with two different peripheral chains, symmetrically or asymmetrically attached on triphenylene cores, have lower melting points and clearing points than those of the higher symmetrical compounds TP(OR)6 with the same total chain carbon numbers. The mixed-chain-triphenylenes with longer alkoxy chains (n=9,10,12,14) show columnarmesophase at room temperature.     

三唑环修饰的苯并菲二羧酸酯和酰亚胺: 合成、液晶及凝胶性

在盘状液晶分子外围柔性链中引入功能不同的基团, 是设计和合成具有良好液晶性能化合物的常用策略. 本工作从苯并菲2,3-二甲酸和酸酐出发, 通过亲核取代和点击反应, 分别合成了两类三唑环修饰的苯并菲二羧酸酯和苯并菲酰亚胺化合物. 热重分析仪(TGA)测试表明, 新制备的主要中间产物与目标化合物失重为5%时的温度在274~389 ℃之间, 均表现出良好的热稳定性. 我们通过差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)和变温X射线衍射(XRD)实验对这些化合物的热力学行为和介晶性进行了研究. 除三唑环修饰的酯3a和3b无液晶性外, 主要中间产物(2和5)与三唑环修饰的酰亚胺产物(6a和6b)均有一个六方柱状液晶相. 此外, 制备的以三唑为桥联基团的酰亚胺二聚体10为室温液晶, 具有173 ℃的液晶范围. XRD证实了该二聚体中存在有序度不同的两种柱状液晶相(Col_h1和Col_h2). 另外, 由于三唑环的引入, 三唑环修饰的酯类和酰亚胺两类化合物在某些有机溶剂中都能形成有机凝胶. 其中, 二聚体10在1,2-二氯乙烷和1,4-二氧六环中表现出优异的凝胶能力, 其临界凝胶浓度(CGC)可低至1 mg/mL. 相比之下, 不含三唑环的中间产物2和5则不能形成凝胶, 表明三唑环之间的偶极-偶极作用和液晶刚性核π-π堆积的协同作用对于超分子凝胶的形成起着重要的作用. 因此, 同时表现出液晶和凝胶性质的三唑环修饰的苯并菲2,3-二酰亚胺分子具有成为一种多功能材料的潜在应用价值.     

六取代三环喹唑啉电荷传输性质的理论研究

六取代三环喹唑啉分子可以作为液晶半导体材料。使用电子传输的半经典模型和密度泛函理论方法在B3LYP/6-31G**水平上对六取代三环喹唑啉分子的电荷传输性质进行理论研究。结果显示,该分子的正电荷传输速率为负电荷传输速率的30倍。与苯并菲和六氮杂苯并菲比较,该分子更有利于正电荷传输。