[發明專利]含咔唑的盤狀液晶化合物及其制備方法

在審

• 申請號: 201910320611.7
• 申請日: 2019-04-20
• 公開（公告）號: CN111825598A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 杭俊方;楊瑤;趙可孝;趙可清;胡平;汪必琴
• 申請（專利權）人: 四川師范大學
• 主分類號: C07D209/80
• 分類號: C07D209/80;C07D209/86;C09K19/34;C09K11/06
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本發明涉及基于10?辛基2,3,6,7,13,14,17,18?八（烷氧基）?10H?雙菲并[9,10?b:9',10'?h]咔唑的稠合，含咔唑的盤狀液晶三聯體化合物的取代和9?辛基?2,7?二（3',4,4',5?四（烷氧基）?[1,1'?聯苯]?2?基）?9H?咔唑的取代。其特征在于具有通式（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）所示的結構。其中R₁為C₆~C₁₆的烷基鏈，R₂為C₁~C₁₆的烷基鏈。上述通式（Ⅰ）化合物在較寬的溫度范圍內能自組裝成六方柱狀液晶中間相。通式（Ⅱ）在一定的溫度范圍內能自組裝成柱狀液晶中間相以及向列相。本發明還提供了一種具有通式（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）所示的結構制備方法。通式（Ⅰ）中化合物可通過通式（Ⅲ）中化合物在FeCl₃分子內氧化關環獲得。

技術領域

本發明涉及一種含咔唑盤狀液晶化合物及其制備方法，10-辛基2,3,6,7,13,14,17,18-八（烷氧基）-10H- 雙菲并[9,10-b:9' ,10'-h]咔唑和含咔唑的盤狀液晶三聯體化合物。

背景技術

目前，盤狀液晶是一類獨特的具有顯著的電導和光電導性能的、能夠通過自組裝形成納米微結構的材料。是一種具有π鍵共軛的平面盤狀分子，早期主要應用于相位補償薄膜中，由于其一維分子間柱狀堆積，使其能夠自組裝成柱狀結構，尤其是六方柱狀相。這為一維電荷載體體系提供獨特的可能性。電子的相互作用以及電子遷移速率的影響，使得其沿著列的疊加周期比柱間距離短得多。因此，盤狀液晶在分子電子學、光電學、光電導性、光伏和電致發光裝置等領域的應用中，盤狀液晶被認為是有前途的有機半導體。然而，高分子液晶中間相的柱狀內堆積由于拓撲缺陷、熱波動、和分子擴散等也會對電荷載子流動效率的參數造成一定的影響。這些屬性的改進需要通過非常穩定的傳感器材料、合適的溫度以及理想的操作環境等各種方法達到想要的分子排序方式，使反應方便處理，從而提高了電荷遷移的性能。

由于咔唑作為電致發光顯示器的發光材料的潛在應用，近期許多研究致力于發光π-共軛聚合物的合成。因為咔唑具有極高的發光效率，極好的熱穩定性，通過化合的改變和共聚，使具有靈活多變的物理性質，在常見的有機溶劑中具良好的溶解性，所以在與之相關的π鍵連接聚合物中，尤其是多聚氟烯聚合物和派生物作為非常有前途的發光二極管的材料（LEDs）具有很大的吸引力。

在過去的20年里，有機聚合物發光二極管(OLEDs / PLEDs)的研究主要集中在工業方面和學術方面的研究。其中，一個主要問題是LEDs的凝聚態發光聚合物的發光是聚集誘導濃縮猝滅狀態，這是一種很受重視的紅色光發光材料。站在一個化學的角度，通過設計位阻效應發光材料或許可以解決這樣的問題。然而咔唑通過與聯苯偶聯稠合以及與三氟甲磺酸酯苯并菲的偶聯來擴展p共軛共平面形成的功能材料的報道仍在少數。

發明內容

基于此提供了一種含咔唑的盤狀液晶化合物的制備方法。研究表明，該類化合物在合成上主要是通過Suzuki偶聯得到的。以2-溴-3',4,4' ,5-四（烷氧基）-1,1'-聯苯位原料，與硼酸二頻哪醇酯發生Suzuki偶聯后進行關環。以及以單羥基苯并菲為原料，首先通過與三氟甲磺酸酐在三乙胺作堿的條件下發生取代反應，其次由于三氟甲磺酸為一個很好的離去基團，可以與硼酸二頻哪醇酯發生Suzuki偶聯。因此通過簡單的取代，偶聯反應，合成我們想要的含咔唑結構和苯并菲的化合物。不僅合成路線簡短，且苯并菲為液晶基元，咔唑為良好的發光基元，所以本系列的化合物結合了液晶基元和發光基元，合成既具有液晶性又具有發光性能的含咔唑結構的化合物。可以在很寬的溫度范圍內形成穩定的六方柱狀相和向列相，是一種良好的介晶體。同時該類化合物具有良好的發光性能。

此外，還有必要提供含咔唑的盤狀液晶化合物的制備方法。