以異煙酸酯衍生物為氫鍵受體的液晶化合物的合成和表征.pdf

1、近幾年,液晶顯示器已經(jīng)成為平板顯示的主流產(chǎn)品,液晶材料對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展至關(guān)重要,開發(fā)和研究新型液晶材料具有非常重要的意義。而含有分子間氫鍵的氫鍵液晶,由于在構(gòu)筑和性能上有很大的優(yōu)越性和靈活性,引起了人們的密切關(guān)注。
　　 本課題從簡(jiǎn)單易得的原料出發(fā),通過作為超分子作用力的氫鍵為連接基,羧酸衍生物為氫鍵供體,異煙酸酯衍生物為氫鍵受體,合成了兩類氫鍵自組裝液晶化合物。依照氫鍵自組裝液晶分子的設(shè)計(jì)原則,以異煙酸為原料,通過醚化、還原

2、、縮合、重氮化、偶合、酯化等反應(yīng),合成了以4-(((4-烷氧苯基)亞氨基)甲基)苯基異煙酸酯和4-((4-己烷氧苯基)偶氮基)苯基異煙酸酯為氫鍵受體,烷氧基苯甲酸為氫鍵供體,氫鍵為鏈接基的席夫堿型和偶氮型超分子液晶化合物。對(duì)所合成的化合物,采用Fourier變換紅外光譜儀和脈沖Fourier變換核磁共振波譜儀進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征,并用熱臺(tái)偏光顯微鏡對(duì)其進(jìn)行了液晶性研究。
　　 (1)醚化反應(yīng):本課題中包含了兩類不同化合物的烷氧化反應(yīng),

3、包括溴代烷與4-羥基苯甲酸及溴代烷和4-硝基酚,也采用了兩種不同的方法,前者用乙醇的氫氧化鉀溶液,KI作催化劑,80℃反應(yīng)24小時(shí)的反應(yīng)方案,處理采用了加入適量水后,酸化,過濾,然后重結(jié)晶的提純方法,反應(yīng)物的產(chǎn)率在60％以上；而后者用丙酮做溶劑,碳酸鉀作為敷酸劑,KI作催化劑,回流反應(yīng)28小時(shí)以上,處理時(shí)用乙醚做萃取。
　　 (2)還原反應(yīng):在4-烷氧基苯胺的合成過程中,硝基的還原用水合二氯化錫可以避免因用鐵粉還原帶來的產(chǎn)物不易

4、提純,污染環(huán)境等問題。在后處理時(shí)氫氧化鈉飽和溶液的用量是關(guān)鍵。如果氫氧化鈉飽和溶液的量不足,生成的沉淀無法完全溶解浮出,會(huì)直接影響產(chǎn)率。而且4-烷氧基苯胺易于氧化,保存時(shí)盡量避光保存。
　　 (3)縮合:席夫堿化合物的合成反應(yīng)較為容易,在反應(yīng)過程中加入兩粒分子篩,回流反應(yīng)5個(gè)小時(shí)即可得到較高產(chǎn)率的產(chǎn)物。
　　 (4)重氮化、偶合反應(yīng):通過重氮化、偶合法合成了本課題的基礎(chǔ)中間體4-((4-(己烷氧基)苯基)偶氮基)苯酚。通

5、過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),影響此反應(yīng)的重要因素為反應(yīng)溫度和偶聯(lián)反應(yīng)溶液的pH值,體系反應(yīng)溫度應(yīng)控制在0～5℃,可用冰鹽水浴來控制溫度；進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)時(shí),滴加氫氧化鈉溶液應(yīng)滴至體系pH為9-10。在提純產(chǎn)物時(shí),用冰醋酸做重結(jié)晶,可得到目標(biāo)化合物。
　　 (5)酯化:本課題在做酯化反應(yīng)時(shí),采用DCC／DMAP催化下的Steglich酯化反應(yīng),合成了兩種不同的酯類化合物,該酯化反應(yīng)過程中,反應(yīng)溫度較低,反應(yīng)條件溫和,反應(yīng)產(chǎn)生的DCU難溶于大部分溶劑,

6、易于除去,但是反應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)。
　　 本課題合成的小分子液晶化合物及氫鍵自組裝液晶化合物的液晶性能的影響因素中,碳鏈的長(zhǎng)度對(duì)化合物的液晶性能有較大的影響。對(duì)于小分子席夫堿化合物來說,隨著端基碳原子數(shù)的增加,熔點(diǎn)和清亮點(diǎn)溫度逐漸下降,而近晶相范圍卻越來越寬,向列相范圍變窄；而偶氮化合物的液晶相范圍明顯小于亞胺類化合物的液晶相范圍；偶氮化合物的液晶相織構(gòu)也沒有亞胺類化合物那么明顯；席夫堿化合物和4-烷氧基苯甲酸通過分子間氫鍵,形成的