文档介绍：南开大学
博士学位论文
光致变色、磁性液晶分子的设计合成与性质研究
姓名:郭辉
申请学位级别:博士
专业:有机化学
指导教师:孟继本
20050501
摘要为了开发新的双功能和多功能材料,本文设计、合成了几个系列的功能化合物:酯类棒状杂环液晶化合物、用液晶基元修饰的螺吡喃光致变色化台物及\崧烯二酮磁性光致变色化合物、用稳定氮氧自由基修饰的液晶化合物等。用元素分析对新化合物的结构进行了表征,用蚉研究了其液晶性质和热力学性质,解释了结构对液晶性质的影响,主要取得了以下创新成果:状魏铣闪烷氧基苯甲酸酯基,或烷氧基苯丙烯酸酯基氧代,二氢呋喃杂环液晶化合物,用紫外吸收光谱、差示扫描量热分析⑵ü庀晕⒄障嗉际和环勰┭苌浼际研究了不同桥连基团郊姿狨セ⒈奖┧狨セ、烷氧基柔性链的长度际—越榫辔露确段У挠跋觳⑷范嘶衔锏囊壕嗵状魏铣闪吮┧狨セ帕5模〈5倪吝颉⒁爨胚蜓苌锏群T踊贰⒌氧杂环液晶化合物,研究了其液晶性质,发现其近晶相为典型的“四瓣风车”织构。铣闪肆礁鱿盗械挠靡壕ЩP奘蔚穆葸拎ü庵卤渖ɑ衔铮梦展馄籽芯苛怂们的光致变色性质,芯苛似湟壕裕悍⑾炙怯辛己玫墓庵卤渖灾剩唤对光敏感,而且对热也敏感。将光致变色性质和液晶性质连接到同一个分子上,可能合成同时对热和光敏感的通用材料。晒铣闪肆礁鱿盗杏梦榷ǖQ踝杂苫奘蔚拇谐さ耐檠趸吹囊壕Щ衔铩状纬晒铣闪擞靡壕ЩP奘蔚联茚满┒4判怨庵卤渖ɑ衔铩关键词:液晶光致变色磁性多功能化合物
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第一部分具有液晶性、⒄辜蚴液晶是在年由奥地利植物学家状畏⑾值摹K诩尤热刍甲酸胆甾醇酯的过程中,观察到加热至时,晶体先熔化为浑浊粘稠的液体,当继续加热到时,则变为透明液体。年德国物理学家甃亦观察到上述现象,并发现此浑浊粘稠液体的光学性质与晶体相似,于是,把这种浑浊状态命名为液晶。液晶是物质存在的一种状态,一方面具有液体的流动性和连续性:另一方面还具有象晶体一样的各向异性物理特征,在偏光显微镜下可观察到各种纹理织构,呈现双折射现象。液晶态是热力学稳定的中间相态,相变时具有确定的焓变按照形成液晶态的组成和条件,可分为热致液晶和溶致液晶。热致液晶是在加热熔化固体或冷却各向同性液体的过程中形成的,若在加热和冷却过程中均具有介晶性,则称为互变液晶,只在冷却过程中具有介晶性,则称为单变液晶。溶致液晶是在一定的浓度和温度条件下溶于适当的溶剂中形成的。本文仅讨论热致液晶。从分子排列的有序性将液晶分为三大类:相列相:近晶相等创立了液晶连续体理论,系统研究了外力场对液晶的影响,测定了液晶的电导率,并发展了化学合成法和对物理性质研究,这些基础研究大大促进了液晶研究的深入发展。年,.,希有乱鹆丝蒲Ы绲那苛夜刈ⅲ⒘各国学者对液晶研究的极大兴趣。和熵变。:胆甾相。随后,甂南开大学博士论文光致变色、磁性液晶分子的设计合成及性质研究
年,召开了首届国际液晶会议,特别是甋蚆.⑾至液晶的双扭曲光电效应与集成电路相匹配,使液晶向实用化迈进了重要一步,从此开始了应用基础和开发研究,为当代新兴液晶工业体系的形成奠定了基础。近年来,液晶的研究范围已涉及物理、化学、电子学、生物学和材料学等学科。目前,液晶材料已被广泛应用到许多尖端新技术领域。例如:电子工业的显示装置;化工的公害测定;医学上的皮癌检查、体温测定等等。特别是作为一种新型显示材料,除了具有功耗小、驱动电压低和明亮环境下显示的独特有点外,还具有尺寸大小灵活、平板化、弯曲化、显示清晰、使用范围广、成本低等特点。液晶的种种显示装置及其在电视、传感印刷、信息等领域的应用正在迅速展开。长期以来扮演显示主角的阴极管正逐步被液晶显示器件、电致发光器件所取代,液晶显示手表、计算器、高清晰彩色电视和笔记本电脑等都己商品化,显示领域正在发生深刻变化,液晶的研究和应用必将更加深入。.靖拍液晶是介于固态和液态之间的中介相态。固态的特征是:分子位置有序,取向有序,各向异性;液晶的特征是:分子位置无序。取向有序,各向异性;液态的特征是:分子位置无序,取向无序,各向同性。用现代物理和化学的方法光显微镜、差示扫描量热仪、湎哐苌涞研究液晶的结构,发现液晶态的微观结构和相态有许多特征。根据这些特征热致液晶可区分为:近晶相近晶相菏怯砂糇椿蛱踝捶肿幼槌桑肿优帕谐刹悖隳诜肿映ぶ嵯嗷テ行,其方向可以垂直层面,或与层面呈倾斜排列。因分子排列整齐,其规整性接近晶体,具有二维有序结构,分子质心位置在层内无序,可自由平移,从而有流动性,但粘度很大。分子可以前后左右滑动,不能层间移动。近晶相经常出现在较低温度区域内。近晶相根据其特征又可以