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乙撑基桥键类含氟液晶的合成及性能研究

朱生勃

   本论文研究了乙撑基桥键类含氟液晶的合成方法,探讨了液晶性能与分子结构之间的关系。同时,作者设计了具有不同结构的乙撑基桥键类含氟液晶单体,并以中间体4-[2 -(反式-4 -正丙基环己基)乙基]环己酮为基本原料合成了三个性能优良的液晶单体。通过测定其物理性能参数来研究和探讨官能团对液晶性能的影响。 本论文由以下四部分组成: 第一部分,探讨了液晶性能与分子结构之间的关系。包括液晶的物化稳定性与分子结构之间的关系、相变温度与分子结构之间的关系、粘度与分子结构之间的关系、介电各向异性与分子结构之间的关系以及双折射率与分子结构之间的关系。 第二部分,以反式-4-正丙基环己基甲酸和4-羰基环己基甲酸乙酯为原料,通过羧酸还原、溴代反应、羰基保护、酯还原、格氏反应、水解、醇脱水、加氢8步反应合成了中间体4-[2 -(反式-4 -正丙基环己基)乙基]环己酮。并用气相-质谱联用仪(GC-MS),红外光谱(IR),核磁共振氢谱(~1HNMR)确认了结构。 第三部分,4-[2 -(反式-4 -正丙基环己基)乙基]环己酮可与带有不同取代基的溴苯通过格氏偶联反应、脱水反应、加氢反应合成液晶单体。本文共合成三个液晶单体:1-乙氧基-2,3-二氟-4-(反式-4-(2-(反式-4-正丙基环己基)乙基环己基)苯、3,4,5-三氟-4-(反式-4-(2-(反式-4-正丙基环己基)乙基环己基)苯、3,4-二氟-4-(反式-4-(2-(反式-4-正丙基环己基)乙基环己基)苯。并采用气相色谱分析了产品的纯度,气相-质谱联用仪(GC-MS)和红外光谱(IR)确认了目标化合物的结构。 第四部分,测试了三个目标化合物的液晶性能,并与其它七个结构相似的液晶单体做了性能比较,得到如下结论: (1)乙撑基对液晶性能的影响 对于介电各向异性为负的分子,乙撑基的引入降低了其负介电各向异性;对于介电各向异性为正的分子,乙撑基的引入降低了其正介电各向异性,使液晶分子极性变弱。乙撑基与清亮点的关系受分子结构和乙撑基所在位置的影响。乙撑基的引入降低了液晶分子的双折射率,拉长了分子的长轴,增大了粘度,使响应速度变慢。 (2)氟原子对液晶性能的影响 对于骨架相同,且介电各向异性为正的分子,氟原子取代基的多少对液晶分子的清亮点、双折射率和介电各向异性均有影响。氟原子取代基越多,清亮点越低,介电各项异性越小,双折射率越大。 总之,本论文给乙撑基含氟类液晶的合成有一定的借鉴作用,对研究官能团对液晶性能的影响有重要的意义,为设计性能更加优良的液晶分子有重要的参考价值。……   
[关键词]:液晶;乙撑基;;介电各向异性;清亮点;双折射率;响应时间
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西安建筑科技大学2009年