第七章含氟液晶合成簡介

1、有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程1第七章第七章 含氟液晶合成簡介含氟液晶合成簡介 有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程含氟烴鏈液晶的合成方法 o Demus等人在1925年首次將氟原子引入液晶分子的尾端合成了目標(biāo)化合物17，通過對R基團(tuán)的變化，探究哪種結(jié)構(gòu)單元能夠形成穩(wěn)定的液晶相。 有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程o 一般而言，任何存在于液晶分子中心核側(cè)鏈上的基元都會減弱分子間作用力，不利于分子的自組裝，而由于氟原子具有足夠小的體積，它在某種合理的條件下可以維持分子的液晶性，因此側(cè)鏈含氟

2、液晶的研究最為廣泛，側(cè)鏈氟取代的微小變化往往會導(dǎo)致物質(zhì)的熔點(diǎn)、相轉(zhuǎn)變溫度、液晶相態(tài)以及其他物理性質(zhì)的顯著變化。有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程 最早的報道是1954年Gray在對烷氧基苯甲酸的側(cè)鏈上引入氟原子(化合物11和12)，對辛氧基苯甲酸通過形成二聚體可以形成液晶相，在側(cè)鏈上引入氟原子后液晶相的穩(wěn)定性減小，近晶相消失。有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程11: C 101.0 SmC 108.0 N 147.0 I; 12: C 117.0 N 120.5 I有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程7非傳統(tǒng)邊鏈含氟液晶除了傳統(tǒng)的棒狀和盤狀液

3、晶外，錐形（taper）、長核燕尾（long-core swallow- tailed）、 流星錘狀雙親分子（bolaamphiphiles）、多鏈型（polycatenar）、彎曲型（bend-shaped）、 碗狀（bowlic）/金字塔型（pyramidal-shaped）、 樹枝狀（dendritic）等液晶化合物已經(jīng)被合成，并且他們的液晶相態(tài)行為和物理特性都得到研究。有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程8(1) 錐形含氟分子CH2OO(CH2CH2O)4OCH2OCH2OOCH2OF(CF2)8(CH2)4OOOCH2OF(CF2)8(CH2)4OCH2OF(CF2)

4、8(CH2)4OOOOOOO(CH2)11F(CF2)8(CH2)4OF(CF2)8(CH2)4OOOOOOOOCH3n OOCH3n F(CF2)n(CH2)mOF(CF2)n(CH2)mOF(CF2)n(CH2)mO19CCH22021C CH2有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程9(2) 流星錘狀含氟雙親分子OOHOHROOHOHOOHOHOOHOHOOHOHOOHOHC6F13OOHOHOOHOHCnF2n+1CnH2n+1CnF2n+1CnF2n+123a/n: R = (CH2)3CnF2n+1b/n: R = O(CH2)6CnF2n+1c/n: R = CnF2

5、n+1d/ne/nf/n有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程10(3)多鏈型含氟化合物COOCOOOOCORf: Fa =COOCH2CFOCF2CFOCF2CF2CF3COOCH2CH2CF2CF2CF2CF2CFCF3CF3CF3CF3-(CH2)m-Rf H2n+1CnOH2n+1CnOH2n+1CnOFb=nPCmRf24有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程11R1R1R1R2R1R1RRRRRRRRRRRR27 R = O(CH2)3CnF2n+1 n = 1,2,3,4,626 R = CF3 R = p-PhRf6 R = (CH2)2Rf8 R

6、= p-Ph(CH2)2Rf8 R = (CH2)nRf12-n, n = 4,6 R = p-PhO(CH2)nRf12-n, n = 4,6 25 25a : R1 = OC5H11 R2 = OCO(CH2)4(CF2)3CF3 25b : R1 = OC5H11 R2 = O(CH2)11(CF2)7CF3 25c : R 1= R2 = OCH2COOC2H4Cn F2n+1 n = 6, 8, 10 盤狀含氟液晶有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程12ORORORROOCOCH2CH2(CF2)5CF3ORROOROROHORROOHORROORORROOCO(CH

7、2)7CH3ORROORF3C(CF2)5CH2CH2COOH+3DCC / DMAP CH2Cl2 / refluxR = CnH2n+1 , n = 4, 5, 6, 7, 8, 9. F-a-4, F-a-5, F-a-6, F-a-7, F-a-8, F-a-9H3C(CH2)7COOHDCC / DMAP CH2Cl2 / refluxR = CnH2n+1 , n = 4, 5, 6, 7, 8, 9. H-a-4, H-a-5, H-a-6, H-a-7, H-a-8, H-a-91, FeCl3, CH2Cl22, MeOHTP有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課

8、程13酯鏈酯鏈含氟酯鏈含氟酯鏈苯并菲盤苯并菲盤圖圖2-5 苯并菲盤狀分子柱狀堆積示意圖有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程芳環(huán)含氟液晶及其合成 有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程含氟液晶中間體合成方法 將全氟己基乙基碘(1.0 g, 2.1 mmol)，疊氮鈉(412 mg, 6.3 mmol)，加到 8 mL DMSO 中，55 oC下攪拌反應(yīng)72h。反應(yīng)結(jié)束，溶液用水洗，二氯甲烷萃取，有機(jī)相用無水 MgSO4 干燥。過濾，減壓蒸餾后得淺綠色油狀液體(698 mg, 產(chǎn)率: 85 %)。有機(jī)材料合成技術(shù)有機(jī)

9、材料合成技術(shù)省精品課程省精品課程主要參考文獻(xiàn)介紹及閱讀 1 Hird, N. Fluorinated liquid crystals-properties and applicationsJ. Chem. Soc. Rev., 2007, 36, 2070-2095.2 Demus, D.; Demus, H.; Zaschke, H. Flussige kristalle in tabellenM. Leipzig: Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, 1974.3 Mueller, H. J.; Haase, W. Phase charact

10、erization and enthalpies of selected disubstituted biphenylcyclohexanesJ. Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1983, 92, 63-68.4 Goto, Y.; Ogawa, T.; Sawada, S.; Sugimori, S. Fluorinated liquid crystals for active matrix displaysJ. Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1991, 209, 1-7.5 Shibata, K.; Miyazawa, K.; Goto, Y. Preparation of functionalized