含希夫碱基团的不对称弯曲型液晶分子的合成和相变研究

以3-氨基-2-甲基苯甲酸为原料,合成了含希夫碱基团的5个不对称弯曲型液晶分子,通过1HNMR、HRMS测试手段对其结构进行了表征,采用示差扫描量热法(DSC)和偏光显微镜等方法研究了它们的液晶性和相变温度,发现不仅相变温度随着分子苯环数的下降而下降,其液晶相的稳定性也随着苯环数的下降而下降,含有5个苯环的化合物呈现多个近晶相和向列相,含4个苯环的化合物则只有一个近晶相和向列相,而3个环的化合物仅在降温的过程中呈现近晶相。

含偶氮基团的弯曲型分子的光谱特性研究

偶氮连接基团(—NN—)有着特殊的热化学和光化学行为,在适当波长光的照射下,能发生可逆的顺反异构反应,从而发生吸收波长的变化。在分子设计、光定位、光致变色和热致变色等方面,偶氮连接基团的非线性光化学性质都有着潜在的应用价值。文章以含有偶氮基作为侧翼的弯曲型分子作为研究对象,比较了弯曲型和直线型分子的吸收光谱;并用计算机模拟计算了弯曲型分子的角度,发现分子弯曲角和紫外可见吸收光谱存在着密切的关系。

噻二唑类弯曲型液晶分子的合成和性能研究

合成了两个系列以1,3,4-噻二唑为中心基团的弯曲型分子,结合偏光显微熔点仪(POM)观察和差示量热扫描法(DSC)研究了它们的液晶性能。研究发现,这两类弯曲型分子都会出现N相。其中,对称型五环酯类噻二唑弯曲型分子的熔点都较高,清亮点均超过360℃;含烯丙基非对称噻二唑类弯曲型分子熔点和清亮点温度大幅度降低,N相的温区较宽,以庚基为端基链的弯曲型分子出现N相的温度区间超过120℃。

噁二唑类弯曲形液晶分子的合成

设计并完成了3个系列弯曲形液晶分子2,5-二(4-羟基苯基)-1,3,4-噁二唑类(ODBP)衍生物的合成工作。经差示扫描量热仪(DSC)和偏光熔点测定仪测定,对称型三环醚类噁二唑系列化合物没有液晶性能;对称型五环酯类噁二唑系列化合物出现双轴向列相,相区较宽(29～54℃),但清亮点均在200℃以上;含氟原子或氰基为端基的不对称型五环酯类噁二唑系列化合物的清亮点都在270℃以上,失去双轴向列相。

含偶氮基团的不对称弯曲型液晶分子的合成及其光谱特性

合成了6个含偶氮基团的具有不同苯环个数的不对称弯曲型液晶分子,用1 H NMR、HRMS表征其结构,采用差示扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)研究其液晶性能。考察结果表明:所有化合物均出现了液晶相,特别是含有3个苯环的分子在较低温度下出现了向列相;偶氮基团的吸收光谱在330～360nm出现了较强的由π-π*电子跃迁引起的吸收,在430～450nm出现了较弱的由n-π*电子跃迁引起的吸收,其吸收波长的变化表明分子的弯曲形状和电子分布使分子吸收波长有较大的变化。

偶氮分子掺杂对蓝相液晶选择性反射波长的影响

偶氮基团(—N=N—)在适当波长光的照射下,会发生可逆的顺反异构反应,这一反应中偶氮分子构型上的变化会影响到蓝相液晶中脆弱的晶格结构,并造成晶格参数的变化,进而影响到选择性反射波长的变化,甚至有时会造成蓝相相态的消失。文章合成并将几种偶氮化合物掺入手性向列相液晶中,再变温至BPI,对比了这几种偶氮化合物对蓝相液晶选择性反射波长的影响,从而得出更有实际使用价值的偶氮分子,在此基础上还从分子结构角度分析了产生差异的原因,为进一步的改进工作提供了方向。