采用分子间氢键锚定柱状相,获得介晶相温度范围宽、有序度高的苯并菲盘状液晶是本研究的目的。

结果显示:此类化合物有高的清亮点,稳定的六方柱状相以及较宽的介晶相范围,且随着软链碳原子数的增加,化合物的熔点和清亮点均出现下降趋势,但六方柱状相的有序性却没有发生很明显的变化。

苯并菲盘状液晶分子可通过分子间π-π电子云的相互作用,自组装堆积成有序的柱状相,在柱中轴方向电子云相互交叠,能够进行指向性的电荷和能量传输,具有沿柱轴较高的电荷迁移能力,因此苯并菲盘状液晶可作为有机半导体材料有广泛的应用前景。

盘状液晶分子易于形成柱状相结构材料,从而具有较高的电导特性,是理想的电载流子传输材料,可用于制备光电器件。

本研究合成了基于苯并菲基元的盘状液晶材料2,3,6,7,10,11-六戊烷氧基苯并菲、2,7-二乙酰基-3,6,10,11-四戊氧基苯并菲、一个系列的16种基于倾向于形成柱状相的盘状液晶基元苯并菲和倾向于形成向列相的氰基联苯的盘状-棒状分子、基于2,6,10-三羟基-3,7,11-三戊氧基苯并菲基元的超支化盘状聚酯和超支化盘状聚醚以及基于单羟基苯并菲和杯芳烃的一种新型的苯并菲-杯芳烃二聚体25,27-二羟基杯[4]芳烃-26,28-二(氧基戊酸)苯并菲酯;通过核磁共振氢谱(~1HNMR)、核磁共振碳谱(~(13)CNMR)、红外(IR)、元素分析确认了所合成化合物的结构,对所合成的超支化聚醚和聚酯进行了核磁和红外以及凝胶色谱测试,计算了超支化聚酯的支化度为0。

液晶性通过差示扫描量热法和偏光显微镜进行了研究,结果显示:化合物均为六方柱状相热致型液晶;含苯丙炔酸酯链苯并菲盘状液晶化合物1a～1f,随着烷氧链的增长,清亮点呈现逐渐下降的趋势;对于含苯丙烯酸酯链苯并菲化合物1g与具有同样软链长度的炔基酯链苯并菲化合物1c比较,具有更低的熔点和结晶点,而它们的清亮点几乎一致,因而化合物1g有更宽的介晶性温度范围。