含甾体基元的丙烯酸酯类液晶化合物的合成与表征

作     者：Demchig Tsogzol 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡建设

授予年度：2015年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

主      题：胆甾醇 丙烯酸酯 薯蓣皂素 液晶 手性 

摘      要：手性液晶材料因其独特的光电性能及其在非线性光学、快速光开关、微电子等领域具有潜在的应用前景而受到人们越来越多的重视。而设计与合成新型结构的手性液晶化合物一直是液晶研究中的一个热点。作为功能液晶基元,胆甾醇、薯蓣皂素具有多个手性中心,但现在对含有薯蓣皂素基元的丙烯酸酯类化合物研究的报道较少。本文主要合成含有胆甾基元、薯蓣皂素基元的手性液晶丙烯酸酯单体,为获得性能优良的丙烯酸酯类手性液晶聚合物打下基础。论文的第二章,首先设计并合成了四种含胆甾基元的液晶中间体,分别是2-胆甾氧基乙醇（C1）、4-胆甾氧基丁醇（C2）、6-胆甾氧基己醇（C3）、8-胆甾氧基辛醇（C4）;随后将得到的4种液晶中间体分别与丙烯酸通过酯化反应合成4种液晶单体:丙烯酸-2-胆甾氧基乙酯（M1）、丙烯酸-4-胆甾氧基丁酯（M2）、丙烯酸-6-胆甾氧基己酯（M3）、丙烯酸-8-胆甾氧基辛酯（M4）。所合成的中间体与单体的化学结构、热性能和液晶性能分别通过红外光谱仪（FT-IR）、差示扫描量热仪（DSC）和偏光显微镜（POM）等手段表征,并探讨亚甲基长度对液晶相变温度的影响。FT-IR结果表明,所合成的4种中间体以及4种单体均符合分子设计;DSC结果表明,随着亚甲基长度的增加,4种中间体及其对应的单体的熔点和清亮点均呈现降低趋势,除C1外,C2-C4液晶相温度范围均加宽;POM结果表明,4种中间体中,除了C1在升降温过程中只呈现近晶相的扇形织构外,C2-C4在升降温过程中均呈现出近晶相的扇形织构和胆甾相的焦锥织构及油丝织构;M1-M4在升降温过程中均呈现胆甾相的焦锥织构。论文的第三章,首先设计并合成四种含薯蓣皂素基元的液晶中间体,分别是2-薯蓣皂素氧基乙醇（C5）、4-薯蓣皂素氧基丁醇（C6）、6-薯蓣皂素氧基己醇（C7）和8-薯蓣皂素氧基辛醇（C8）;随后将得到的4种液晶中间体分别与丙烯酸通过酯化反应合成4种液晶单体:丙烯酸-2-薯蓣皂素氧基乙酯（M5）、丙烯酸-4-薯蓣皂素氧基丁酯（M6）、丙烯酸-6-薯蓣皂素氧基己酯（M7）、丙烯酸-8-薯蓣皂素氧基辛酯（M8）。所合成的中间体与单体的化学结构、热性能和液晶性能分别通过FT-IR、DSC和POM等手段表征,并探讨亚甲基的长度对液晶中间体、单体的相变温度的影响。FT-IR结果表明,4种中间体和4种单体均符合分子设计;DSC结果表明,随着亚甲基链增长,4种中间体的熔点和清亮点均呈现降低趋势,单体清亮点温度未出现明显趋势。POM结果显示,C5-C8在升降温过程中均呈现出了近晶相的扇形织构,M5-M8在升降温过程中均呈现胆甾相的焦锥织构