[發明專利]一種苝類盤狀液晶化合物及其制備方法

無效

• 申請號: 201110089746.0
• 申請日: 2011-04-11
• 公開（公告）號: CN102199093A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 楊槐;王磊;崔青;王冬;李陽;湯建凱;李正強
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C07C69/76
• 分類號: C07C69/76;C07C67/36;C09K19/32;C09K19/02
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明涉及一種盤狀液晶化合物及其制備方法，特別是苝類仲碳烷基鏈取代盤狀液晶化合物及其制備方法。

背景技術

液晶是介于晶體與液體之間的中間相，在某一溫度范圍內或者適宜的溶劑中，從外觀看具有液體的流動性，同時又具有晶體的光學雙折射性。液晶材料的發現迄今己百年有余，雖然我們對液晶理論的研究還不十分深入，但對液晶材料的應用，尤其是在平板顯示領域的應用，在近半個世紀以來，卻得到了突飛猛進的發展。目前，液晶器件正以其優異的品質在各個領域為人類不斷地提供新的應用價值。

盤狀液晶分子是一類具有平面盤狀結構且能在一定條件下有序排列形成液晶態的分子。?盤狀分子在液晶態時更傾向于通過分子自組裝形成柱狀相，并且由于分子在液晶態具有一定的流動性，材料可呈現一定的超分子結構缺陷的自修復功能，?因而具有芳香共軛化學結構的盤狀液晶分子在沿柱方向具有更高的電子傳輸率，是潛在的理想的載流子傳輸材料，在有機電子傳輸器件、場發射晶體管、光電太陽能器件等方面具有很好的應用前景。液晶的性質由分子的結構決定，眾多學者也關注于盤狀液晶的分子設計、取向自組裝與應用。

目前所報道的苝類盤狀液晶化合物的分子結構主要是苝二酰亞胺衍生物或者帶有更復雜取代基的衍生物，但其應用受到了溶解度的限制。帶有仲碳原子的簡單的柔性鏈結構為取代基的盤狀化合物比較少見。而帶有仲碳原子的柔性鏈作為取代基可以獲得溶解性好的產物，在溶液中，該分子可發生聚集，即相對于單獨的熒光體來說其最大吸收峰和發射峰發生紅移，而在聚集過程中不發生熒光淬滅。基于這樣的性質，該類化合物可被用于制作偏振片和電致發光器件。同時該類分子結晶點低，是液晶范圍較寬的室溫液晶，在高溫時傾向于自組裝成規整的平面結構或者一維有序結構，并在室溫下得以保存。該類化合物作為有機電子傳輸材料有很大的應用潛力，是很好的n?型半導體材料。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種合成方法簡單，溶解性好，結晶點低，可以獲得較寬的液晶范圍，并且在高溫下傾向于自組裝為規整的結構的苝類盤狀液晶化合物及其制備方法?。

本發明的技術方案是：一種苝類盤狀液晶化合物，該化合物結構如式（1）所示：

（1）

其中_，R₁的結構為的仲碳烷基鏈，m?為1-20的整數，n為2-20的整數。

本發明的另一目的是提供上述苝類盤狀液晶化合物的制備方法，

本發明的化合物的反應機理為：

具體包括以下步驟：

A：苝四甲酸酐在堿性溶液中的開環反應：將苝四甲酸酐溶于的0.1?mol/L的?KOH水溶液中，并置于反應容器中，升溫到70?度攪拌反應1-2?h，獲得深紅綠色的透明溶液，冷卻到室溫后，用布氏漏斗抽濾，保留濾液，并用1?mol/L的HCl將濾液調節pH值為8-9；其中，KOH與苝四甲酸酐的摩爾比為5-6：1；

B：親核取代反應：將步驟A中所得濾液置于反應器內，室溫下加入0.2?g相轉移催化劑四正辛基溴化銨?(TOAB)，再加入仲碳溴代烷烴，在室溫下攪拌1?h，以使之充分混合，隨后升溫到?101-110?度?回流，并在劇烈攪拌下反應，直到溶液變為無色，溶液上層有橙色物質，下層為紅色沉淀；仲碳溴代烷烴與苝四甲酸酐的摩爾比為8：1；

C：反應產物后處理：將步驟B中反應器中物質倒入分液漏斗中，不溶物質用三氯甲烷溶解后也倒入分液漏斗中，保留下層深綠色三氯甲烷溶液，將該深綠色溶液用飽和NaCl溶液洗滌3-5次，直到水層沒有紅色物質出現為止，將深綠色三氯甲烷溶液旋蒸出部分三氯甲烷，將濃度較大的溶液冷卻到室溫后，加入乙醇，有橙黃色沉淀析出，用布氏漏斗抽濾，取濾出的橙黃色物質，用展開劑為二氯甲烷：乙酸乙酯=?300：1-100：1的混合溶液柱層析提純獲得橙色粉末，該橙色粉末即為所要制備的苝類仲碳烷基鏈取代盤狀液晶化合物。

所述仲碳溴代烷烴包括2-溴丁烷、2-溴己烷、2-溴辛烷、2-溴癸烷、2-溴十二烷、2-溴十四烷、3-溴辛烷或3-溴癸烷。

本發明的有益效果是：同現有的技術相比，本發明中的盤狀液晶化合物合成方法簡單，溶解性好，結晶點低，可以獲得較寬的液晶范圍，并且在高溫下傾向于自組裝為規整的結構，可以在室溫下保持，作為室溫液晶使其應用更具有現實意義。同時本發明中的盤狀液晶化合物具有很強的熒光性，作為有機電子傳輸器件有很大的應用潛力，是很好的n?型半導體材料，因此該化合物具有廣泛的應用前景。

附圖說明

圖1是實施例一中所述分子的DSC測試曲線示意圖。