專利名稱：一種取向可控苯并菲類盤狀液晶分子及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于盤狀液晶分子及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及取向可控苯并菲類盤狀液晶分子及其制備方法；該盤狀液晶分子是以苯并菲為剛性中心，通過(guò)炔基以及苯環(huán)擴(kuò)大其共軛效應(yīng)制備具有自組裝以及液晶性能的分子盤狀液晶分子。
背景技術(shù)：
1977年盤狀液晶被發(fā)現(xiàn)，到目前已有14類、約1000個(gè)盤狀液晶化合物被合成。盤狀液晶分子一般是由平面或接近于平面的剛性實(shí)以及圍繞的六條或更多的軟鏈組成。盤狀液晶在分子結(jié)構(gòu)、相變行為以及光電性質(zhì)等方面均表現(xiàn)出不同于顯示用棒狀液晶的特點(diǎn)。 它們的分子形狀、分子堆積方式、電荷傳輸維度不同。其光學(xué)雙折射值差呈現(xiàn)負(fù)值，所以向列盤狀向液晶可以作為光學(xué)補(bǔ)償膜用在液晶顯示器件中來(lái)提高顯示器的視角，日本富士公司就曾因此應(yīng)用過(guò)一種苯并菲的聚合物，這也是盤狀液晶的第一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。其液晶相更傾向于通過(guò)分子自組裝形成的高度有序的柱狀相，沿柱軸方向芳烴n-n相互作用，因此在沿柱方向具有更高的電荷和能量傳輸速率，在有機(jī)電子傳輸器件、場(chǎng)發(fā)射晶體管、光電太陽(yáng)能器件等方面具有很好的應(yīng)用前景。盤狀液晶是較好的光導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料，因而引起人們極大的研究興趣。2010年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)科學(xué)家理查德 赫克、日本科學(xué)家根岸英一和鈴木章，以表彰他們?cè)凇坝袡C(jī)物合成過(guò)程中鈀催化交叉偶聯(lián)”中做出的杰出貢獻(xiàn)?；瘜W(xué)獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)說(shuō)，三人研究成果向化學(xué)家們停工“精致工具”，大大提升合成復(fù)雜化學(xué)物質(zhì)的可能性。通過(guò)鈀催化下的偶聯(lián)反應(yīng)，我們可以將炔基直接與苯并菲剛性盤相連，并在炔基另一端連接苯環(huán)，可以顯著地?cái)U(kuò)大分子的JI-JI共軛效應(yīng)，使得盤狀分子間的交互作用加強(qiáng)，從而分子與分子堆垛排列形成柱狀相。在報(bào)道的盤狀液晶中，有固定剛性中心核的苯并菲材料由于其相對(duì)易于合成、良好的溶解性、豐富的液晶相類型、熱和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易于加工以及沿柱軸較高的電荷傳輸速率等優(yōu)勢(shì)而成為盤狀液晶材料中被研究最多、最廣泛的一類。到目前已經(jīng)有500個(gè)以上苯并菲盤狀液晶化合物被合成。最近一系列基于苯并菲的新型盤狀液晶分子合成的優(yōu)秀工作也已被發(fā)表，如Michael Μ. Haley利用六溴苯并菲通過(guò)Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)合成出了具有大的環(huán)形盤狀結(jié)構(gòu)新型分子；Dong Hoon Choi等也利用其合成出了新型盤狀液晶分子，被用于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)。所以，基于苯并菲設(shè)計(jì)并合成包括不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、 外圍側(cè)鏈基團(tuán)、給電子或吸電子基團(tuán)、不同條件可控交聯(lián)基團(tuán)的新型多功能、穩(wěn)定的盤狀液晶分子，是制備有機(jī)光電材料非常有潛力和可行的途徑之一。我們的工作，就是在設(shè)計(jì)思路指導(dǎo)下，合成了一系列具有側(cè)鏈基團(tuán)結(jié)構(gòu)的新型取向可控的苯并菲類盤狀液晶分子。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的提供一種在苯并菲中心核上通過(guò)引入炔基和苯環(huán)大幅度提高盤狀分子之間的η-η共軛交互作用從而誘導(dǎo)液晶相含苯并菲對(duì)稱型盤狀液晶化合物及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種取向可控苯并菲類盤狀液晶分子，該化合物結(jié)構(gòu)如通式⑴所示
權(quán)利要求
1.一種取向可控苯并菲類盤狀液晶分子，其特征在于，該液晶分子結(jié)構(gòu)如通式(1)所示
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取向可控苯并菲類盤狀液晶分子的制備方法，其特征在于， 具體包括以下步驟溴代盤核的制備(1)..將一定量的苯并菲溶于硝基苯中，置于反應(yīng)器內(nèi)，加入一定比例Fe粉，室溫下逐漸滴加液Br2，在溫度為120-150 ，反應(yīng)12-16 h后，冷至室溫，得到產(chǎn)物A ；其中，苯并菲 Fe 粉Br2 摩爾比為 1 :2_5 :1_9 ；(2).將產(chǎn)物A加入盛有亞硫酸氫鈉的溶液中，攪拌1小時(shí)，除去蒸餾水層后，每隔 IOmin換蒸餾水一次，重復(fù)5次，直至溶液無(wú)色，分液除去蒸餾水層；加入無(wú)水乙醇，產(chǎn)生顆粒狀沉淀，經(jīng)過(guò)抽濾后，將濾紙上的粉末用濾紙包覆，放入脂肪提取器用蒸餾水抽提一天， 再用無(wú)水乙醇抽提一天，干燥后得純化溴代產(chǎn)物B ；Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)制備盤狀液晶(1).將上述步驟得到溴代產(chǎn)物B的溶于四氫呋喃和二異丙胺混合溶液中，置于反應(yīng)器中通氬氣保護(hù)，超聲時(shí)間為20-60 min，使反應(yīng)瓶中溶劑中溶解的氧氣完全被保護(hù)氣體所置換；(2).將純化產(chǎn)物B中加入烷基乙炔、對(duì)烷基苯乙炔或?qū)ν榛繁揭胰卜磻?yīng)物，加熱到 80-120 °G，加入產(chǎn)物B的當(dāng)量的摩爾量4-8%的三苯基磷二氯化鈀和加入產(chǎn)物B的當(dāng)量的摩爾量4-8%的碘化亞銅催化劑，氬氣保護(hù)下回流反應(yīng)12-16 h ；減壓蒸餾除去溶劑后柱層析法提純產(chǎn)物，加入正己烷和二氯甲烷摩爾比為1 :4的展開(kāi)劑，得到最終產(chǎn)物為取向可控苯并菲類盤狀液晶分子，產(chǎn)率為50%-60%。
全文摘要
本發(fā)明屬于盤狀液晶分子及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及取向可控苯并菲類盤狀液晶分子及其制備方法，該液晶分子的結(jié)構(gòu)如通式(1)所示(1)其中，R表示為-CnH2n+1、 、、或，且n為4-18的整數(shù)。該液晶分子本發(fā)明的有益效果是所制備的盤狀液晶具有可自組裝成六方柱狀相并在分子堆垛方向呈現(xiàn)高電導(dǎo)率等優(yōu)良性能，因此具有廣泛的基礎(chǔ)研究?jī)r(jià)值和廣闊的實(shí)際應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)C07C209/68GK102211973SQ20111008996
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者崔曉鵬, 李正強(qiáng), 李陽(yáng), 楊槐, 湯建凱, 王冬 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)