Polycatenar芴酮和锥状两亲性三嗪液晶化合物的设计、合成与性质研究

发布时间：2017-09-14 01:11

  本文关键词：Polycatenar芴酮和锥状两亲性三嗪液晶化合物的设计、合成与性质研究

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【摘要】：液晶是介于晶体和液体之间的一种相态,它既有晶体的有序性也有液体的流动性,这两种性质的结合使液晶在光电材料、有机太阳能电池、机械响应和溶剂响应型材料方面有着广泛用途。Polycatenar液晶分子是指在刚性棒状芳香核的两边对称性连接单条或者多条柔性链的分子,借助刚性单元和柔性部分之间的竞争形成丰富多彩的液晶相,该类分子能形成多种液晶相包括层列相、柱相以及三维的立方相,因此在液晶自组装研究以及分子结构与性质之间关系研究中有重要意义；氢键是液晶自组装主要动力之一,通过氢键作用来构筑液晶分子已经成为近年来研究的热点,三嗪单元中含有N原子和胺基氢,这为氢键的形成提供了良好的条件,这也使得以三嗪为基本单元的液晶化合物的研究受到众多研究者的青睐。本文从基本原料出发,通过酯化、醚化、还原、取代等步骤并以Suzuki、 Sonogashira、Click等偶联反应作为关键步骤合成了多个系列的液晶化合物：基于2,7-二苯基芴酮的Polycatenar液晶化合物、基于4,6-二氨基三嗪锥状液晶化合物。通过调节中心核的组成(引入噻吩和炔键延长刚性核,增强分子共轭性)以及调控末端链的数量和长度来达到调控液晶相形态的目的。在多种分子间和分子内作用力的竞争下,形成了多种多样的二维和三维结构,包括层列相(Sm)、柱相(Col/p6m、Col/c2mm、Col/p4mm)、立方相(Cub/Im3n、Cub/Im3m),对这些相的研究有助于进一步了解液晶自组装规律并设计性能更加良好的液晶化合物,制作具有优良性质的液晶材料。在设计与合成的基础上,用偏光显微镜(POM)测量化合物的微观织构,用差示扫描量热仪(DSC)检测化合物相态转变的焓值变化从而进一步确定其液晶相态；用X射线衍射仪(XRD)精准确定其液晶相类型。同时用紫外-可见光谱仪(UV-Vis)、荧光发射光谱(PL)、循环伏安曲线(CV)等测定化合物的光学、电学性质；通过密度泛函理论(DFT)即Gaussian 09计算不同系列化合物的能隙并在此基础上对其光电性质进行解释。
【关键词】：超分子自组装 液晶 偶联反应 芴酮 三嗪
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O753.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 液晶的起源与发展8-10
• 1.2 液晶相的分类10-11
• 1.3 液晶形成的微观动力11-12
• 1.4 液晶性质的鉴定12-13
• 1.5 液晶材料发展前景13-14
• 第二章 Polycatenar芴酮液晶化合物的设计、合成及其性质研究14-70
• 2.1 前言14-23
• 2.1.1 Polycatenar液晶研究进展14-16
• 2.1.2 含芴-芴酮聚合物的研究进展16-17
• 2.1.3 以芴酮为中心核小分子(液晶)化合物的研究进展17-23
• 2.2 实验部分23-41
• 2.2.1 仪器和试剂23-24
• 2.2.2 实验方法24-41
• 2.3 结果与讨论41-68
• 2.3.1 以醚键为连接基团FE系列化合物的液晶自组装行为研究41-47
• 2.3.2 以酯键为连接基团FC系列液晶化合物的液晶自组装行为研究47-52
• 2.3.3 含噻吩(三唑)杂环芴酮FEC、FTE、FTQ系列化合物的液晶自组装研究52-57
• 2.3.4 Polycatenar芴酮化合物光电性质研究57-68
• 2.3.4.1 紫外可见光吸收与荧光发射光谱57-60
• 2.3.2.2 循环伏安曲线60-61
• 2.3.2.3 高斯模拟与计算61-68
• 2.4 小结68-70
• 第三章 锥状两亲性三嗪液晶化合物的设计、合成及性质研究70-89
• 3.1 前言70-73
• 3.2 实验部分73-83
• 3.2.1 仪器与试剂73
• 3.2.2 实验方法73-83
• 3.3 结果与讨论83-88
• 3.3.1 液晶自组装行为研究83-86
• 3.3.2 锥状两亲性三嗪化合物的光电性质研究86-88
• 3.4 小结88-89
• 第四章 总结89-91
• 附录91-106
• 攻读硕士学位期间完成的科研成果106-107
• 致谢107-108
• 参考文献108-116

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本文编号：846978