本文關(guān)鍵詞：基于噻吩（三唑）三嗪楔形和類(lèi)二聚體Polycatenar形兩類(lèi)液晶化合物的設(shè)計(jì)、合成、分子自組裝研究

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【摘要】：液晶在分子水平上結(jié)合了晶體的周期有序性和液體的流動(dòng)性,這導(dǎo)致了液晶體系具有自愈性、刺激響應(yīng)性和適應(yīng)性,所以液晶分子在空間如何自組裝成功能超分子結(jié)構(gòu)是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題之一。從超分子液晶的研究中,我們可獲得對(duì)軟物質(zhì)自組裝體系的有序性和復(fù)雜性以及自組裝基本規(guī)律的認(rèn)識(shí),這些都將對(duì)其他領(lǐng)域的多功能材料的合成和自組裝研究具有指導(dǎo)意義。本文共分為三章,第一章和第二章分別介紹了基于噻吩(三唑)1,3,5-三嗪楔形化合物以及類(lèi)二聚體彎曲核Polycatenar液晶化合物的設(shè)計(jì)、合成以及分子自組裝的研究,第三章為實(shí)驗(yàn)部分。第一章中設(shè)計(jì)合成了四類(lèi)含1,3,5-三嗪基團(tuán)的楔形液晶分子1T2/n、1T6/n、2T3/14和1Tr3/14。1,3,5-三嗪非常容易形成分子間或分子內(nèi)氫鍵,而氫鍵在超分子自組裝體系中具有非常重要的作用,正是由于三嗪的這種特殊性質(zhì)使得它在許多領(lǐng)域都受到了人們的廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn),在1T2/n(n=10、12、14、16)系列中,隨著烷基鏈碳原子個(gè)數(shù)n的增加出現(xiàn)了Colhex/p6mm-Colrec/c2mm-Colhex/p6mm相序；在1T6/n(n=12、16)系列中,隨n的增加卻出現(xiàn)了CubI/Im3m-CubI/Pm3n相序；奇怪的是,分子結(jié)構(gòu)、形狀和體積類(lèi)似的化合物2T3/14和1Tr3/14形成的液晶相完全不同——化合物2T3/14形成的液晶相為Colhex/p6mm,而化合物1Tr3/14形成的液晶相卻是CubI/Pm3n。此外,通過(guò)紫外和熒光光譜測(cè)試可知,化合物1T2/12對(duì)金屬離子Cr3+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、Pb2+具有很強(qiáng)的識(shí)別能力,這在藍(lán)光材料、熒光標(biāo)記、分子熒光探針等方面具有潛在的應(yīng)用。第二章中設(shè)計(jì)合成了彎曲核Polycatenar液晶化合物ⅠC6/n、ⅡE6/n、Ⅲ12/n和Ⅳs12/n�；衔铫馛6/n、ⅡE6/n和Ⅲ12/n也具有二聚體液晶分子的特點(diǎn),這些彎曲核分子由于具有一定的彎曲角度,形狀比較特殊,因此這類(lèi)分子有望在超分子自組裝體系中顯示出許多奇異性。彎曲核分子能形成許多的中間相,比如典型盤(pán)狀分子形成的柱相、典型棒狀分子形成的向列相和層列相、也能形成許多其他液晶基團(tuán)不能形成的特殊相結(jié)構(gòu)；即使彎曲核分子不是手性的,它也能自組裝形成手性結(jié)構(gòu)、海綿相、納米細(xì)絲構(gòu)成的相態(tài)或者是短節(jié)距的扭曲向列相；此外,彎曲核分子也能形成立方或四方對(duì)稱(chēng)的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu),這種現(xiàn)象是非常罕見(jiàn)的。而在本文設(shè)計(jì)的具有二聚體液晶、彎曲核液晶和Polycatenar液晶分子特點(diǎn)的四種類(lèi)型的分子中,研究發(fā)現(xiàn),在系列IC6/n (n=10、12、14、16)中,隨烷基鏈碳原子個(gè)數(shù)n的增加,出現(xiàn)了Co lhex/p6mm-CubVes/Pm3n相序；同時(shí)本文也通過(guò)改變側(cè)部核連接基團(tuán)X(X=COO或CH2O)、核的大小、以及中心彎頭對(duì)液晶行為的影響進(jìn)行了研究；也對(duì)化合物ⅠC6/14、Ⅲ12/12和Ⅳs12/12進(jìn)行了凝膠實(shí)驗(yàn)測(cè)試,探究了它們的凝膠性質(zhì),這些由低分子量有機(jī)分子形成的熱可逆物理凝膠在許多方面具有潛在的應(yīng)用,比如溶劑的硬化劑、藥物釋放體系、細(xì)胞膜和傳感器等方面。第三章為相關(guān)化合物的合成路線以及譜圖數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：液晶 自組裝 三嗪 二聚體 Polycatenar 彎曲核分子
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O641.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 基于噻吩(三唑)1,3,5-三嗪衍生物的合成和液晶性能研究10-40
• 1 前言10-23
• 1.1 基于1,3,5-三嗪的液晶化合物的研究進(jìn)展10-20
• 1.1.1 1,3,5-三嗪作為中心核的盤(pán)狀液晶化合物10-15
• 1.1.2 基于1,3,5-三嗪的楔形或棒狀液晶化合物15-17
• 1.1.3 基于1,3,5-三嗪的非常規(guī)樹(shù)枝狀分子17-19
• 1.1.4 基于1,3,5-三嗪的彎曲形液晶化合物19-20
• 1.2 1,3,5-三嗪衍生物對(duì)金屬離子的識(shí)別20-22
• 1.3 本章工作簡(jiǎn)介22-23
• 2 結(jié)果與討論23-40
• 2.1 1T~2/n和1T~6/n的合成23-24
• 2.2 化合物1T~2/n的液晶行為分析24-28
• 2.3 化合物1T~6/n的液晶行為分析28-31
• 2.4 2T~3/14和1Tr~3/14的合成31-33
• 2.5 化合物2T~3/14和1Tr~3/14的液晶行為分析33-36
• 2.6 光物理性質(zhì)的研究36-37
• 2.7 化合物1T~2/12對(duì)金屬離子識(shí)別能力的研究37-38
• 2.8 小結(jié)與展望38-40
• 第二章 類(lèi)二聚體彎曲核POLYCATENAR分子的合成與液晶行為研究40-71
• 1 前言40-56
• 1.1 類(lèi)二聚體液晶化合物的研究簡(jiǎn)介40-43
• 1.2 彎曲核液晶化合物的研究進(jìn)展43-53
• 1.2.1 彎曲核化合物形成的液晶相43-47
• 1.2.2 彎曲核Polycatenar液晶化合物47-50
• 1.2.3 中心彎曲核對(duì)液晶行為的影響50-53
• 1.3 Polycatenar分子與三維立方相53-55
• 1.4 本章工作簡(jiǎn)介55-56
• 2 結(jié)果與討論56-71
• 2.1 化合物ⅠC~6/n、ⅡE~6/n、Ⅲ~(12)/n和Ⅳ_s~(12)/n的合成56-58
• 2.2 化合物的液晶性能分析58-67
• 2.2.1 六方柱相59-63
• 2.2.2 囊泡立方相63-64
• 2.2.3 膠束立方相64-66
• 2.2.4 六方柱相至囊泡或膠束立方相的轉(zhuǎn)變分析66-67
• 2.3 化合物的凝膠性質(zhì)分析67-69
• 2.4 小結(jié)與展望69-71
• 第三章 實(shí)驗(yàn)部分71-99
• 1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑71
• 2 化合物的合成及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)71-99
• 2.1 含五元雜環(huán)的1,3,5-三嗪楔形化合物的合成71-88
• 2.1.1 含一個(gè)噻吩的三嗪楔形化合物的合成71-82
• 2.1.2 含兩個(gè)噻吩的三嗪楔形化合物的合成82-85
• 2.1.3 含一個(gè)三唑環(huán)的三嗪楔形化合物的合成85-88
• 2.2 類(lèi)二聚體彎曲核Polycatenar液晶化合物的合成88-99
• 2.2.1 彎曲核為亞甲基的化合物的合成88-97
• 2.2.2 彎曲核為砜基的化合物的合成97-99
• 附錄99-125
• 目標(biāo)化合物的DSC圖99-107
• 目標(biāo)化合物和部分中間產(chǎn)物的NMR譜圖107-125
• 參考文獻(xiàn)125-137
• 研究生在讀期間科研成果137-138
• 致謝138

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