新的酰胺型液晶冠醚配体及配合物的合成与表征

论文摘要

本论文由以下四部分组成: 一.前言 对液晶的发现、基本概念、化学结构、液晶态的分类、表征方法、冠醚化合物及其应用、液晶冠醚和液晶冠醚配合物以及它们的研究现状作了简要的介绍。 二.酰胺型液晶冠醚配体的合成与表征 从分子设计出发,设计并合成了一类新的酰胺型液晶冠醚化合物。根据化合物分子中末端烷氧基和化合物构型的不同,将其分为2个系列,8个酰胺型液晶冠醚配体。 系列Ⅰ和系列Ⅱ: 顺式-4,4′-双{4″-[4（?）-（对-烷氧基联苯基）碳酰氧基]苯甲酰胺基}二苯并-18-冠-6（10Ⅰ） 反式-4,4′-双{4″-[4（?）-（对-烷氧基联苯基）碳酰氧基]苯甲酰胺基}二苯并-18-冠-6（10Ⅱ） 三.酰胺型液晶冠醚配合物的合成与表征 利用已合成的顺反2个系列8个配体分别与钾、铜等离子配位,合成了16个新的液晶冠醚配合物,对它们的结构进行了表征,研究了它们的液晶性能,以及配位作用对液晶性能的影响。 四.结论 优化和改进了合成路线,解决了反应溶剂的选择和产物的纯化与分离等一些关键性的技术和难题。对新的酰胺型液晶冠醚配体及配合物的液晶性能进行了较系统的研究。 中间体、配体和配合物的化学结构经元素分析、IR、UV-vis、1H NMR、荧光和原子吸收等方法确证。具有液晶性的化合物通过DSC、POM和WAXD方法测试和表征。 研究结果表明: 一.化合物3、5和10以及10的配合物均具有热致液晶性。 二.以上化合物的液晶态均可经降温后在室温下长期保存下来。 三.以上化合物在液晶态时均易在外力作用下,沿外力方向取向。 四.所有配体加热至各自的熔点以上都能形成液晶态,在液晶态可观察到近晶相的破碎扇形织构和沙地织构。所有配合物加热至各自的熔点以上也都能形成液晶态,在液晶态可观察到近晶相的镶嵌织构和沙地织构,向列相的纹影织构、球粒织构等。即形成配合物后比配体增加了向列相织构。 五.所有的配合物均为非电解质,摩尔电导率值较低。由此证明所有阴离子均参与配位。且顺式构型配合物的摩尔电导率要高于反式构型配合物的摩尔电导率。 六.配体与配合物均具有荧光性质,配体与金属离子配位后最大发射波长蓝移。 七.对于相同构型同系列的配体和配合物,熔点和清亮点均随化合物分子中末端烷氧基的增大而逐渐降低,其中化合物的近晶相温度范围递增,向列相温度范围递减;反式构型配体和配合物的熔点和清亮点均高于相应顺式构型配体和配合物的熔点和清亮点。 八.配合物的熔点低于相应配体的熔点,钾配合物的清亮点要高于相应配体的清亮点,而铜配合物的清亮点却比相应配体的清亮点低。配体与金属离子配位后,增加了向列相。配合物的液晶态温度范围比配体的液晶态温度范围要宽。

论文目录

• 一 引言
• 1 液晶概述
• 1.1 液晶现象的发现及液晶
• 1.2 液晶物质的化学结构
• 1.3 液晶态的分类
• 1.4 液晶表征
• 2 冠醚简介
• 3 液晶冠醚
• 4 液晶冠醚配合物
• 5 本课题的设计思想
• 二 酰胺型液晶冠醚配体的合成与表征
• 1 合成路线的分子设计
• 2 实验部分
• 2.1 主要试剂及纯化
• 2.2 表征仪器
• 2.3 4-[4'-（正-烷氧基联苯基）-4-碳酰氧基]苯甲酸（5）的合成
• 2.4 顺（反）-二氨基二苯并18-冠-6（9）的合成
• 2.5 顺（反）-4，4'-双{4"-[4"'-（对-烷氧基联苯基）碳酰氧基]苯甲酰胺基)二苯并-18-冠-6（10）的合成
• 3 结果与讨论
• 3.1 化合物的合成
• 3.2 化合物的化学结构与液晶相态的观察与确定
• 3.3 化合物的化学结构与液晶性的关系
• 三 配合物的合成与表征
• 1 主要试剂
• 2 表征仪器
• 3 钾配合物的合成与表征
• 3.1 钾配合物的合成方法
• 3.2 结果与讨论
• 4 铜配合物的合成与表征
• 4.1 铜配合物的合成方法
• 4.2 结果与讨论
• 四 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附图