三唑卟啉、苯并噻二唑和BODIPY类液晶化合物的设计、合成及自组装研究

发布时间：2020-09-01 12:01

　　 超分子是以非共价键相互作用结合在一起,组成复杂的、有组织的聚集体。与共价聚合物不同,超分子具有明确的结构和多种功能,它们代表了一类重要的高级功能材料,它们通常可以自组装形成纳米级到微米级的多级结构。作为超分子材料之一的液晶是非常具有吸引力的,液晶将晶体的有序性和液体的流动性结合起来,具有结构自愈修正能力,并能对诸如电场或磁场等外部因素发生响应,已广泛应用于电子器件当中。盘状液晶,波拉两亲液晶,多链型液晶是三类重要的液晶化合物,盘状液晶已显示出具有增强载流子迁移率的能力,而波拉两亲液晶因具有独特的分子结构,并具有多种组装驱动力,已发现了多种复杂的微观自组装结构。本文将具有优良光电性质的卟啉、2,1,3-苯并噻二唑及BODIPY分别引入盘状液晶、波拉两亲液晶及多链型液晶中,希望赋予这三类液晶更加优异的光电性质,并期望获取更加复杂的微观自组装结构。第一章为三唑卟啉盘状液晶分子的合成、自组装、离子识别和光电性质的研究。首先综述了卟啉液晶的研究进展,主要从卟啉的不同取代位置即meso-取代和β取代进行叙述;其次介绍了卟啉在离子识别和凝胶方面的研究状况。基于文献调研:一、所报道的卟啉液晶化合物几乎都是是以酯键或酰胺键连接外围烷基链,能够自组装呈现出柱相或盘状的向列相;二、卟啉中心与金属离子结合及卟啉相连的杂原子基团与金属离子结合均能导致吸收和荧光发射性质的改变,因此可通过这两种作用来构建卟啉化学传感器;三、基于卟啉凝胶的研究还比较少,卟啉衍生物在凝胶状态下一般聚集形成一维的纤维结构和二维的片状结构,对于其他特殊的结构还没有报道。本章所合成的三唑卟啉盘状化合物在纯态下及与C70和4,7-二-4-吡啶基-2,1,3-苯并噻唑形成的超分子复合物均能呈现出六方柱相;化合物在1,4-二氧六环中能聚集形成独特的微球结构,同时与Zn配位的化合物在THF-H2O体系中能专一识别Cu2+。研究表明这类化合物在有机电子器件和化学传感器领域具有潜在应用价值。第二章介绍了苯并噻二唑波拉两亲液晶化合物的合成、自组装及光电性质研究。首先简要综述了近年来波拉两亲化合物的研究进展,通过调控非极性侧链的长度、位置、类型以及改变刚硬核的长度和形状,可以得到多种复杂的微观自组装结构。本章所合成的苯并噻二唑波拉两亲液晶化合物具有D-A-D共轭体系的刚硬核,能自组装形成四方柱相(Colsqu/p4mm),在正丁醇当中,能聚集形成三维网络结构;通过对化合物的光电性质研究,化合物具有宽广的吸收范围,同时存在分子内电荷转移,有着很明显的溶剂效应;循环伏安测试及光谱计算表明,化合物有着很低的能隙,在有机半导体材料领域将有着潜在应用。第三章为BODIPY类多链型液晶化合物的初步合成探究,主要介绍了BODIPY类液晶化合物的研究进展以及一些所设计目标化合物的初步合成实验。第四章为实验部分,详细介绍了各类化合物的合成步骤及部分谱图数据。
【学位单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O626;O753.2
【部分图文】：

卟吩的结构

化合物8-10的分子结构

化合物8-10的自组装模型示意图

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本文编号：2809704