化学-樟脑酸为手性中心联苯类液晶的制备与性能研究论文

摘要

手性液晶材料是目前液晶领域研究的热点和难点之一。手性液晶材料因其独特的光学和电学性质而受到高度重视。手性液晶交联剂对手性液晶弹性的相关性质具有重要的影响。本文以具有高旋光性的樟脑酸为手性中心，经过成醚成酯反应，制备一种新型的手性液晶交联剂4-(4-烯丙氧基)苯甲酰氧基-4'-羟基联苯樟脑酸双酯。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)对合成的手性液晶交联剂的化学结构进行了表征，采用差示扫描量热(DSC)对手性液晶交联剂的热性能进行了研究、采用偏光显微镜（POM）对其光学织构进行了观察研究。结果表明所合成的手性液晶交联剂的化学结构符合分子设计。该手性液晶交联剂呈现胆甾液晶相，具有较宽的液晶相区间和较好的液晶性能。

关键词：液晶；交联剂；手性；相行为

Abstract

Chiral liquid crystal material is one of the hot and difficult points in liquid crystal field. Chiral liquid crystal materials are highly valued for their unique optical and electrical properties. Chiral liquid crystal crosslinkers have important influence on the properties of the elasticity of chiral liquid crystals. In this paper, a novel chiral liquid crystal cross-linking agent 4-(4-allinoxy)benzoy l-4'-hydroxyl biphenyl camphor acid diester was prepared by ether-ester reaction with camphor acid with high optical activity as the chiral center. The chemical structure of the chiral liquid crystal crosslinking agent was characterized by FTIR and 1H-NMR. The thermal properties of the chiral liquid crystal crosslinking agent were studied by differential scanning calorimetry (DSC) and its optical texture was observed by polarizing microscope (POM). The results show that the chemical structure of the synthesized chiral liquid crystal crosslinking agent conforms to the molecular design. The chiral liquid crystal cross-linking agent presented a cholesteric liquid crystal phase with a wide liquid crystal phase range and better liquid crystal properties.

Keywords: liquid crystal; crossing agent chiral; phase behavior

目录

1引言 (1)

2实验部分 (1)

2.1药品与试剂 (1)

2.2仪器及测试手段 (2)

2.3手性液晶交联剂的合成 (2)

2.3.1 4-烯丙氧基苯甲酸的合成 (3)

2.3.2 4-烯丙氧基苯甲酰氯的合成 (3)

2.3.3 4-(4-烯丙氧基)苯甲酰氧基-4'-羟基联苯的合成 (3)

2.3.5 樟脑酸酐的合成 (4)

2.3.6 4-(4-烯丙氧基)苯甲酰氧基-4'-羟基联苯樟脑酸单酯的合成 (4)

2.3.7 4-(4-烯丙氧基)苯甲酰氧基-4'-羟基联苯樟脑酸单酯酰氯的合成 (4)

2.3.8 交联剂4-(4-烯丙氧基)苯甲酰氧基-4'-羟基联苯樟脑酸双酯的合成 (5)

3结果与讨论 (5)

3.1结构分析 (5)

3.1.1 中间体及手性液晶交联剂的红外分析 (5)

3.1.2 手性交联剂的核磁分析 (9)

3.2手性交联剂的热性能分析 (10)

3.3手性液晶交联剂织构分析 (11)

4结论 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

樟脑酸为手性中心联苯类液晶的制备与性

能研究

1 引言

液晶高分子是由小分子的液晶基元通过聚合而形成的，液晶高分子能够在一定温度的条件下以液晶态存在。液晶高分子兼具液晶小分子的取向有序性和高分子化合物优异的力学性能和易加工等优点[1,2]。液晶态时的高分子可以自组装形成各类有序结构，使得液晶材料具有优异的特质[2]，如：耐热性、阻燃性、耐腐蚀性能、电绝缘性能等。因此，对液晶高分子进行设计并进行相关性能研究具有重要的理论和应用价值。

液晶弹性体兼具液晶高分子的液晶性以及弹性体的弹性双重特征，是一种新型的具有众多优异物理和化学性能的超分子体系，具有众多的独特性质。使得液晶弹性体在各领域具有巨大的潜在应用价值[3-11]。

合成手性液晶弹性体的方法主要是将手性液晶单体与交联剂聚合来制备，交联剂的性能对手型液晶弹性体的性能有着巨大影响。目前合成手性弹性体的交联剂可分为具有液晶性能的非手性交联剂，具有手性的非液晶性交联剂，但是具有手性的液晶交联剂的制备少见报道[12-15]。因此合成具有手性的液晶交联剂，将其与液晶单体复合制备手性液晶弹性体具有重要的研究价值。因此，本文以具有强旋光性的手性物质樟脑酸为手性中心，制备了对称结构的手性液晶交联剂，对其结构和液晶性能进行了测试和表征。

2实验部分

2.1 药品与试剂

1，4对苯二酚，溴丙烯、4-羟基苯甲酸、化学纯，国药其他试剂公司；二氯亚砜，化学纯，国药其他试剂公司；环状含氢聚硅氧烷（CMHS），化学纯，含量>98%，浙江润禾有机硅新材料有限其他试剂公司；4-二甲氨基吡啶（DMAP），N,N-二环己基碳二亚胺（DCC），分析纯，湖北巨胜科技有限其他试剂公司；吡啶，四氢呋喃，氯仿，化学纯，国药其他试剂公司；使用前进行脱水处理。

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