苄醚类弯曲型向列相液晶材料的合成与性能研究

苄醚类弯曲型向列相液晶材料的合成与性能研究杜琼a，游红军a，张智勇a*，未本美a，关金涛a，项颖b(a.武汉工业学院化学与环境工程学院武汉430023)(b.广东工业大学信息工程学院广州510006)摘要弯曲型向列相液晶是近年来新发现的一类具有特殊光电性能的液晶材料，这类具有独特弯曲形状的液晶分子已经成为继棒状液晶、盘状液晶后热致液晶领域的一个新分支，其不同于棒状液晶的优良特性以及在平面显示器件和其他显示领域中的潜在使用价值已引起了液晶界科研工作者的广泛关注。目前已经报道了很多以间苯二酚、噁二唑环等为中心环，酯键（-COO-）、碳（氮）氮（-C=N-，-N=N-）双键等为桥键的弯曲型向列相液晶化合物，但这些化合物普遍存在熔点高（120℃）、易出现宽温近晶相的问题，阻碍了弯曲型向列相液晶的性能和应用研究。因此，设计合成相态温度较低，探讨室温型、具有较宽向列相温度范围的的弯曲型液晶化合物是当前液晶材料极为前沿的研究方向。本文根据相关的液晶理论，选用1，3，4-噁二唑为中心环，这是目前液晶界普遍认可的能够获得Nb的最好的中心环；试图引入醚键（-CH2O-）作为桥键，以希望降低粘度，缩短液晶的响应时间，增加液晶分子的稳定性，改善液晶低温显示性能非常有益。设计合成了一系列苄醚类弯曲型液晶化合物2,5-双-[4-(4-正烷基苯甲氧基)苯基]-1,3,4-噁二唑(mBn-ODBP)，其分子结构见图1所示。通过IR、1HNMR、13CNMR对其结构进行鉴定，经DSC和POM对其液晶相态进行测定。5Bn-ODBP呈现了一定范围的向列相，其他目标化合物均只呈现近晶相。然而该系列化合物的熔点和清亮点均较低，见图2所示。图1mBn-ODBP类目标化合物分子结构（R=C3~C10n-alkyl）图2化合物mBn-ODBP的相态变化主要参考文献：[1]CarstenTschierske,DemetriJ,etal.Biaxialnematicliquid[J].J.Mater.Chem.,2010,20(21):mBn-ODBP相变温度（℃）3Bn-ODBPCr96.67S110.87Iso4Bn-ODBP待测5Bn-ODBPCr97.5N120.2Iso6Bn-ODBPCr96.67S144.68Iso7Bn-ODBPCr80.64S1135.74S2144.11Iso8Bn-ODBPCr89.71S1135.74S2144.87Iso9Bn-ODBPCr84.45S1132.70S2146.14Iso10Bn-ODBP待测4263-4294.[2]黄佩,胡兰萍,沈冬.噁二唑类弯曲液晶分子的合成[J].液晶与显示,2010,25(5):626-634.[3]朱东霞,芦红飞,张静,张景萍.CN101643456A,2009[4]DavidH.BrownRipin,MichaelVetelino.2-MethyltetrahydrofuranasanAlternativetoDichloromethanein2-PhaseReactions[J].Synlett,2003,15,2353.[5]DorotaZiobro,JerzyDziaduszek,et,al.SynthesisofFluorosubstitutedofThreeRingEstersandTheirDielectricProperties[J].Mol.Crystals.Liq.Crystals.,2009,502,258-271.[6]OliverKamm,C.S.Marvel,et,al.AlkylandAlkyleneBromides[J].OrganicSyntheses,1941,1,25.通讯作者；邮箱：[e-mail].国家自然科学基金(No.11074054)；武汉工业学院研究生教育创新计划（09cx19）资助项目.