论文部分内容阅读
为了研发新型的、具有氮杂环骨架的含氟二苯乙炔液晶,扩大氮杂环作为功能性有机材料的应用。本文采用含氟砌块3,3,4,4,5,5-六氟-1-(4-碘苯)哌啶,3,4-二氟-1-(4-碘苯)-1H-吡咯-2-甲醛,3-乙氧基-4-氟-1-(4-碘苯基)-1H-吡咯-2-甲醛,3,4-二氟-1-(4-碘苯)-1H-吡咯-2-腈,3-乙氧基-4-氟-1-(4-碘苯基)-1H-吡咯-2-腈和不含氟砌块1-(4-碘苯)哌啶合成了三个系列含氟炔类液晶新分子。采用1H NMR,19F NMR,MS,EA等测试表征新化合物,通过偏光显微镜(POM),差示扫描量热法(DSC)研究化合物的液晶性能,通过热重分析(TGA)测定化合物的热稳定性。通过X-射线衍射,单晶结构分析,理论计算对部分化合物的固体发光机理做了相关研究。得出以下结论: 一、哌啶基、含氟哌啶基作为末端基团的炔类液晶化合物 (1)以哌啶基为末端基团的分子(CH3O6H,C2H5O6H,C2H56H)能显示出近晶B相,化合物C5H116H比较特殊,显示出向列相,这是因为末端长烷基链可以增大分子的长宽比,这有利于向列相的形成。而以3,3,4,4.5,5-六氟哌啶基(CH3O6F,C2H5O6F,C2H56F,C5Hn6F)为末端基团的分子显示出近晶G相。 (2)当减少末端氮杂环的含氟量时,以3,5-二氟-吡啶-4(1H)-酮为末端基团的分子未能显示出液晶相。 (3)基于理论计算,3,3,4,4,5,5-六氟哌啶基末端取代的液晶化合物具有比哌啶基末端取代的液晶化合物更大的HOMO-LUMO能级差和偶极矩。此外,通过对化合物C2H5O6H和C2H5O6F进行循环伏安法电化学测试。测试结果表明,在液晶分子末端引入含氟哌啶环可以提高分子的氧化电位,使其电化学性质更稳定。 二、含氟吡咯作为末端基团的炔类液晶化合物 (1)本章通过亲电加成、环化反应、脱氟化氢消除反应、Vilsmeier-Haack甲酰化等反应高产率地合成了四个含氟吡咯衍生物。 (2)将这些含氟吡咯衍生物与二苯乙炔液晶结构单元相连接,所得化合物都具有液晶性,且为向列相。 (3)通过改变吡咯环上的取代基,可以对这些炔类液晶化合物的固体发光性能进行有效调控。