含全氟烃基的联苯酯类液晶的合成及其介晶性

全氟烃或半氟烃链无手性液晶化合物可能呈现铁电液晶性, 具有较大的学术及应用价值而受到研究人员的重视. 合成了全氟己基苯甲酸联苯酯类液晶化合物: ROC₆H₄C₆H₄O₂CC₆H₄C₆F₁₃ (3a～3e), C₃H₇C₆H₄C₆H₄O₂CC₆H₄C₆F₁₃ (6a)及其烃衍生物. 用差示扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)对其介晶性研究发现: 烃衍生物呈有序度较低的向列相, 熔点较高, 清亮点较低, 液晶相较窄. 全氟烃基取代的化合物出现多个有序度较高的近晶相, 熔点较低, 清亮点高, 介晶相温度范围宽.     

含甲氧基偶氮苯基元的苯甲酸衍生物的合成与液晶性研究

合成和表征了新型的含有甲氧基偶氮苯液晶基元的3,4,5-三取代苯甲酸衍生物Dn, 研究了结构对其相行为的影响. 结果表明, 在Dn中, 羰基(C=O)和羟基(OH)之间的氢键相互作用存在于结晶态、液晶态和各向同性状态, 在各向同性态时氢键较弱. 通过对其分子结构的调控, 有效地抑制了微相分离和强的分子间的相互作用, 得到了具有单向向列型液晶行为的3,4,5-三取代的苯甲酸衍生物.     

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。     

含氟链不对称苯并菲盘状液晶的合成及疏氟效应对介晶性的影响

盘状液晶分子中引入氟代烃链并利用疏氟效应（fluorophobic effect）能有效稳定分子的柱状堆积;低对称性的盘状分子有较低的熔点和宽的介晶相温度范围．基于此,本文设计并合成了一系列半氟酯链的不对称苯并菲化合物C18H6（OCnH2n＋1）4（OCH3）（O2CC2H4C6F13）（1）,及相对应的不含氟化合物C18H6（OCnH2n＋1）4（OCH3）（O2CC8H17）（2）,n=4—8．化合物结构通过核磁和质谱表征．介晶性通过差示扫描量热法和偏光显微镜进行了研究．结果显示：化合物均为柱状互变热致液晶．含氟链化合物1a—1e与相对应的化合物2a-2e比较,有更高的熔点和清亮点．合成的多数化合物为室温液晶．     

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.     

含有酯基及酰胺基柔链的苯并菲盘状液晶的合成、分子间氢键对柱状介晶性的影响

合成了三个系列, 共二十四个有两种不同软链的对称和非对称苯并菲盘状液晶化合物, C₁₈H₆(OR)₃- (OCH₂COOEt)₃, C₁₈H₆(OR)₃(OCH₂COOBu)₃, C₁₈H₆(OR)₃(OCH₂CONHBu)₃, 其中R＝C₅H₁₁, C₆H₁₃, C₇H₁₅, C₈H₁₇. 化合物通过柱层析纯化, 结构通过¹H NMR, IR, 元素分析等确证. 化合物热稳定性通过TGA测定, 并显示出较高的热稳定性. 通过偏光显微镜和差视扫描量热法对这些化合物的热致液晶性进行了研究. 结果显示: 对于苯并菲液晶化合物C₁₈H₆(OR)₃(OCH₂COOEt)₃, 非对称性化合物较之对称异构体化合物有更低的熔点和更高的清亮点, 因而非对称性化合物有更宽的介晶温度范围. 对于分子中含有酰胺基的苯并菲液晶化合物C₁₈H₆(OR)₃(OCH₂CONHBu)₃, 对称化合物有比非对称异构体更高的清亮点和更有序的六方柱状介晶相, 且其与具有同样软链长度的分子中不含酰胺基的化合物系列C₁₈H₆(OR)₃(OCH₂COOBu)₃相比较, 由于柱内分子间氢键的形成, 不仅有更高的熔点和清亮点, 而且有更丰富的柱状介晶相.     

芳烃-氟代芳烃和氢键作用调控的树枝状分子自组装及其液晶性质

通过收敛法合成了母核为亚胺键连接的芳环与氟代芳环,外围为3,4,5-三(正十二烷氧基)苯基亚甲基的第一代树枝状亚胺分子,并对其热致液晶行为和聚集体结构进行了研究.示差扫描量热和热台偏光光学显微镜研究表明该亚胺分子在93?C到118?C的温度范围内为具有双折射的液晶相.X-射线衍射结果表明该亚胺分子的液晶相为斜柱状结构(a=4.90 nm,b=3.51 nm,γ=110?).芳环-氟代芳环的面对面交替堆积和氢键驱动亚胺分子形成了柱状聚集体,分子外围的柔性十二烷氧基链的无序伸展,与母核聚集体发生微相分离,促使了亚胺分子斜柱状液晶相的形成.     

丙基联苯酯型液晶的合成:不饱和端基及氧原子对介晶性的影响

本文以对溴苯甲醚为原料制备成格氏试剂,与4-丙基环己酮亲核加成,脱水,Pd/C催化脱氢芳基化,L iPPh2脱甲基得到了4-正丙基-4’-羟基联苯。该联苯与酰氯酯化反应合成了系列丙基联苯酯类液晶化合物C3H7-C6H4-C6H4-OC(O)R。通过差示扫描量热法和热台偏光显微镜对其介晶性研究发现,当R=CnH2n 1(n=3,4)时,化合物无液晶性;但n=5-7、10,C8H16CH=CH2,C8H16C≡CH时,化合物具有SA相;当R=CH2OCmH2m 1(m=2-5),CH2OCH2CH2OCH3时,化合物呈有序度较较高的SB相。这类化合物的液晶相较窄,多在25℃-100℃范围内。TGA测试的化合物热分解温度都高于200℃。     

分子间氢键对苯并菲柱状介晶性的影响:量子化学ONIOM(MO/MM)研究

我们最近的实验显示: 对于分子中含有酰胺基的苯并菲液晶化合物C₁₈H₆(OC₅H₁₁)₃(OCH₂CONHC₄H₉)₃, 对称化合物有比反对称异构体更高的清亮点和更有序的六方柱状介晶相, 且与具有同样软链长度的分子中不含酰胺基的化合物C₁₈H₆(OC₅H₁₁)₃(OCH₂COOC₄H₉)₃相比较, 有更高的清亮点和更丰富的柱状介晶相. 本文通过量子化学ONIOM (B3LYP/6-31G(d,p):UFF)计算, 说明对于带酰胺基的分子, 对称分子比反对称分子有较大的稳定化能和较高的转动势垒. 对于对称性分子, 带酰胺基的分子比带酯基的分子有较大的稳定化能和较高的转动势垒. 这说明由酰胺基形成的分子间氢键起了稳定液晶相和锚定六方柱状相的作用, 可以解释带酰胺基的分子和对称性分子有较高的清亮点和更有序的六方柱状介晶相. 如果加长酰胺基的软链, 则可使氢键锚定的扭转角减少, 这样有利于提高电荷传输速率.     

对称二环己基取代六元瓜环与3-吡啶甲酰肼的超分子自组装

本工作以对称二环己基取代六元瓜环(CyH2Q[6])为主体分子,3-吡啶甲酰肼(NH)为客体分子,利用核磁共振(1H NMR)、等温滴定量热(ITC)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)研究客体分子与瓜环在水溶液中形成的物质的量比为1∶1的稳定配合物;用X-射线单晶衍射可以观察到客体分子通过离子-偶...     

Superfluorinated Ionic Liquid Crystals Based on Supramolecular,Halogen‐Bonded Anions

Unconventional ionic liquid crystals in which the liquid crystallinity is enabled by halogen‐bonded supramolecular anions [C_nF_{2 n+1}‐I???I???I‐C_nF_{2 n+1}]^? are reported. The material system is unique in many ways, demonstrating for the first time 1) ionic, halogen‐bonded liquid crystals, and 2) imidazolium‐based ionic liquid crystals in which the occurrence of liquid crystallinity is not driven by the alkyl chains of the cation.     

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。     

半氟烃链苯并菲盘状液晶的合成及其介晶性

全氟烃链的憎氟效应(fluorophobic effect)可有效地促使棒状分子形成近晶相, 并稳定液晶相. 为进一步探讨氟效应对盘状分子介晶性的影响, 合成了一系列全氟酯链的苯并菲化合物C₁₈H₆(OC_nH_2n＋1)₅(OCOC₂H₄C₆F₁₃) (a), 以及另一系列相对应的不含氟化合物C₁₈H₆(OC_nH_2n＋1)₅(OCOC₈H₁₇) (b), n＝4～9. DSC检测和偏光显微镜观察显示两类化合物都为柱状相热致型液晶. 化合物a与相对应的化合物b比较, 其熔点和清亮点上升, 柱状相的热稳定性增强.     

氢键稳定的苯并菲盘状液晶的合成及介晶性

盘状液晶分子能自组装成高度有序的六方柱状介晶相. 其各向异性的载流子高速迁移率使其成为较理想的有机光电子材料. 采用分子间氢键锚定柱状相, 获得介晶相温度范围宽、有序度高的苯并菲盘状液晶是本研究的目的. 本文通过分子设计, 合成了3个系列, 共18个有两种不同软链的苯并菲盘状液晶化合物C₁₈H₆(OR)₅(OCH₂COOEt), C₁₈H₆(OR)₅(OCH₂COOBu)和C₁₈H₆(OR)₅(OCH₂CONHBu), 其中R＝C_nH_2n＋1, n＝4～9. 化合物的纯度和结构通过¹H NMR和元素分析确证. 化合物热稳定性通过热重分析(TGA)测定, 并显示出较高的热稳定性. 通过偏光显微镜(POM)和差示扫描量热法(DSC)对这些化合物的热致液晶性进行了研究. 结果显示对于分子中含有酰胺基的苯并菲液晶化合物C₁₈H₆(OR)₅(OCH₂CONHBu), 与具有同样软链长度的分子中不含酰胺键的化合物系列C₁₈H₆(OR)₅(OCH₂COOBu)相比较, 前者由于柱内分子间氢键的形成, 具有更高的熔点和清亮点.     

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.     

新型含氧亚甲基和亚胺桥键的液晶化合物的合成及介晶性

报道一类新的、结构通式为MeO₂CC₆H₄CH₂OC₆H₄CH＝NC₆H₄Y, Y＝OC_nH_2n＋1, Me, Cl, Br, NO₂, H 的棒状液晶化合物的合成. 通过DSC和偏光显微镜对其介晶性研究发现, 除Y＝H外, 这些化合物均具有介晶性. 当Y为非烷氧基时, 呈向列相液晶; 当Y为较短的烷氧基时(n＝1～3), 液晶化合物具有向列相(N); Y为较长烷氧基时(n＝4～16 ), 液晶化合物只有近晶B相(S_B)和近晶A相(S_A); S_A-I相变的熵变随烷氧链原子数而奇-偶变化, 但与N-I相变的“奇-偶效应”相反.     

不对称苯并菲盘状液晶的合成及取代基对介晶性的影响

合成了一系列新型含间位二硝基苯甲酸酯不对称苯并菲盘状液晶化合物2-(3,5-二硝基苯甲酰氧基)-3,6,7,10,11-五烷氧基苯并菲(3a～3f). 通过偏光显微镜(POM)和差示扫描量热计(DSC)对其介晶性进行了研究. 结果显示: 此类化合物有高的清亮点, 稳定的六方柱状相以及较宽的介晶相范围, 且随着软链碳原子数的增加, 化合物的熔点和清亮点均出现下降趋势, 但六方柱状相的有序性却没有发生很明显的变化. 同时通过与其它三类苯并菲盘状液晶2-苯甲酰氧基-3,6,7,10,11-五烷氧基苯并菲(4a～4f), 2-二茂铁甲酰氧基-3,6,7,10,11-五烷氧基苯并菲(5a～5f), 2,3,6,7,10,11-六烷氧基苯并菲(6a～6f)的对比研究, 探讨了酯基, 强吸电子基团, 以及取代官能团体积对介晶性的影响. 证实了苯并菲化合物中分子结构小的变化将引起介晶性大的改变.     

吗啉离子液晶的合成和介晶行为

一系列吗啉离子液晶被合成,包括N-烷基-N-甲基吗啉类盐(Mor1, nX, n = 10, 12, 14, 16, X = BF4-) 和酸性N-十六烷基吗啉类盐(Mor16X, X = BF4-, CH3SO3- and p-CH3C6H4SO3-) 。它们的介晶性质通过差示扫描量热仪,偏光显微镜表征。N-十六烷基-N-甲基吗啉氟硼酸离子液晶的分子结构通过单晶衍射和变温小角X射线衍射进行研究。结果表明,氟硼酸阴离子利于介晶化合物的形成和稳定,且它与吗啉阳离子形成的氢键导致了介晶相变过程中的构造变化。     

Liquid Crystals Based on the N-Phenylpyridinium Cation—Mesomorphism and the Effect of the Anion

Families of symmetric, ionic, tetracatenar mesogens are described based on a rigid, N-phenylpyridinium core, prepared as their triflimide, octyl sulfate and dodecyl sulfate salts for a range of terminal chain lengths. The mesomorphism of the individual series is described before a comparison is drawn between the different families and then more broadly with (i) neutral tetracatenar materials and (ii) related bis(3,4-dialkoxystilbazole)silver(I) salts. For the octyl and dodecyl sulfates and the related triflates reported earlier, a SmA phase is seen at shorter chain lengths, giving way to a Col_h phase as the terminal chain lengthens. For the alkyl sulfate salts, an intermediate cubic phase is also seen and the terminal chain length required to cause the change from lamellar to columnar mesophase depends on the anion. Furthermore, there is an unexpected and sometime very large mesophase stabilisation seen on entering the columnar phase. All of the triflimide salts show a rectangular columnar (ribbon) phase.