扇形手性離子液晶的合成及性能研究.pdf

1、3，4，5-三（烷氧基）芐基銨鹽是一類呈現(xiàn)扇形結(jié)構(gòu)的離子化合物，由扇面疏離子部分和中心離子核部分組成。在變溫過程中，這類分子呈現(xiàn)出柱狀相和立方相等液晶相態(tài)，成為少數(shù)構(gòu)筑三維液致立方相Cubb1的分子單元。由于Cubb1相的組裝結(jié)構(gòu)含雙連續(xù)離子通道，在構(gòu)筑納米粒子通道和藥物傳遞等方面有潛在的廣泛應(yīng)用。液晶分子中引入手性，有望打破原有組裝相結(jié)構(gòu)的對稱性，手性的不對稱可能誘導(dǎo)螺旋結(jié)構(gòu)排列方向，使手性放大，產(chǎn)生手性液晶相結(jié)構(gòu)。本論文基于3，4，

2、5-三（烷氧基）芐基銨鹽類扇形離子液晶為主體，在陰離子或陽離子部分引入手性碳原子，構(gòu)筑手性扇形離子化合物，并研究變溫過程中液晶相變，以及相結(jié)構(gòu)中的手性排列，探討這類手性分子能否產(chǎn)生手性液晶相。主要內(nèi)容有:
　　第一部分制備了手性陰離子AB3型銨鹽化合物1-6，陰離子采用3類手性氨基酸，陽離子為三甲基銨鹽或三乙基銨鹽，烷基鏈為—C8H17、—C10H21或—C12H25。經(jīng)過DSC、POM、SAXS和GISAXS分析發(fā)現(xiàn)，以N-甲基

3、-L(或D)-丙氨酸為陰離子的化合物1和2在12℃以上呈現(xiàn)Ia3d立方相，以D（或L）-2-氨基丁酸和D(或L)-半胱氨酸為陰離子的化合物3-6在一定溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)柱狀相;實(shí)驗(yàn)還分析計(jì)算了不同分子晶胞以及每個(gè)晶胞所含的分子數(shù)，通過電子重構(gòu)分析了二維柱狀相以及三維Ia3d相的離子通道結(jié)構(gòu)以及電子分布情況。此類化合物符合dv/dr徑向分布曲線，即扇形分子的介晶相態(tài)受分子的形狀影響，P值由0到1時(shí)，符合近晶相—立方相—柱狀相遞變規(guī)律。圓二色譜

4、實(shí)驗(yàn)證實(shí)在液晶相范圍內(nèi)分子存在手性，通過比較單手性分子和1∶1混合對映異構(gòu)體分子發(fā)現(xiàn)，手性不僅影響化合物的相轉(zhuǎn)變點(diǎn)，同時(shí)也影響其液晶行為，在原來溫度范圍內(nèi)其相行為有可能不同。
　　第二部分制備了手性陽離子AB3型銨鹽化合物13，將AB3芐基與銨鹽之間以含手性碳原子的酯基連接，構(gòu)成手性陽離子化合物BzAA*+BF4-。由DSC、SAXS和GISAXS分析結(jié)果可知，化合物13出現(xiàn)新的液晶相，該相具有十個(gè)XRD特征峰，屬于三維液晶相，相