一種含四唑基團的偶氮型超分子液晶化合物制造技術

本發明專利技術涉及一種含四唑基團的偶氮型超分子液晶化合物及其合成方法，具體結構通式如式(Ⅰ)所示。首先以對氨基苯甲腈為原料，在苯環上引入四唑基團，再引入偶氮結構，最后引入柔性的分子鏈段，即合成目標產物。由于含有四唑基團，該化合物可通過分子間氫鍵、π-π堆積、范德華力等非共價鍵相互作用，使其具有超分子的動態可逆特性。加上分子中偶氮結構的光致異構性，使得該超分子液晶化合物不僅在信息材料領域和分子開關器件中有潛在的應用前景，其更為廣闊的應用價值還有待進一步的探索。更為重要的是，該發明專利技術是首次將四唑基團應用于超分子液晶化合物。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及液晶材料
，特別涉及一種含四唑基團的偶氮型超分子液晶化 合物及其制備方法。
技術介紹
目前，各種形態的液晶材料大多都用于開發液晶顯示器，如今已開發出的有各種 向列相液晶、聚合物分散液晶、反鐵電液晶、雙（多）穩態液晶、鐵電液晶顯示器等。而唯獨 對具有廣闊應用前景的超分子液晶的研究相對較少。 超分子液晶是建立在分子間非共價鍵相互作用基礎上的復合液晶體系，其中氫 鍵、范德華相互作用、靜電相互作用、疏水作用等均可用于超分子液晶的組裝，或直接導致 擴展液晶基元（extended mesogen)的形成。超分子液晶不僅具有液晶相特有的分子取向 有序性，而且與其他小分子液晶化合物相比，它又具有分子量高的特點，因此有序性和分子 量高的結合使超分子液晶具有新的特性。 如今對傳統液晶的研究主要針對液晶基元在整個分子結構中的排列所導致的液 晶相差異。而對超分子液晶除了研究其液晶態的溶致性、熱致性、感應性和空間有序性外， 還研究了超分子化合物非共價鍵結合的特征，如：由氫鍵、JT-JT堆積及配位鍵等導致的諸 多軟材料所具有的響應性。這種聚集態結構打破了傳統液晶化學鍵結合的壁皇，使形成液 晶相的方式更加多樣化，為設計新一代功能性的實用性材料提供了更多的可能。本專利所 涉及到的一種含四唑基團的偶氮型超分子液晶是一種基于JI-Ji堆積致使分子有序排列 的超分子液晶。值得一提的是本專利涉及到的四唑引導的超分子液晶在國內外都將是首 列。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種新型的液晶化合物一一種含四唑基團的偶氮型超分 子液晶化合物及其制備方法。該液晶化合物既有偶氮化合物的光致異構和光致變色等光學 性質，又有液晶的光致雙折射效應，同時還有超分子動態可逆的特性。因此，該超分子液晶 化合物不僅在信息材料領域和分子開關器件中有潛在的應用前景，其更為廣泛的應用還有 待進一步的探索。 本專利技術的目的通過以下技術方案實現： -種含四唑基團的偶氮型超分子液晶化合物，具有如下結構通式（I ): 其中： R1表示C 4-(：18的烷基；其中，烷基中的H可被鹵素取代，C 4_C1S的烷基中部 分-CH2-基團可各自彼此獨立地被-HC = CH-、-C E C-、-FC = CF-、-FC = CH-、-HC = CF -、-cf2ch2-、-ch2cf2-、-cf4、-ch2chf-、-chfch2-或-0-取代，但要求 0 原子彼此不直接連接。 R2表示H、C1-C3的烷基，其中烷基中的H可被鹵素取代，C「C 3的烷基中部 分-CH2-基團可各自彼此獨立地被-HC = CH-、-C三C-、-FC = CF-、-FC = CH-、-HC = CF-取 代。 Z 表示-0-、-COO-、-CONH-。 A:、A2、A3、A4、A 5、A6、A7、A8相同或不同，各自獨立的表示-H，-OH，-NH 3,鹵 素，-N03, -CN，-NCS，-C00H，-CH0,碳原子數為1-3的烷基或烷氧基，其中烷基或烷氧基中的 H可被鹵素取代，一個或多個-CH 2-基團可各自彼此獨立地被-HC = CH-、-C = C_、-FC = CF-、-FC = CH-、-HC = CF-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF 4、-CH2CHF-、-CHFCH2-、-CO-、-C00-或 〇-取代，但要求〇原子彼此不直接連接。 本專利技術提供的一種含四唑基團的偶氮型超分子液晶化合物，在上述式（I )所示 的結構式中，優選為： R1表示C 8_(：14的烷基；其中，烷基中的H可被鹵素取代，C S_C14的烷基中部 分-CH2-基團可各自彼此獨立地被-HC = CH-、-C E C-、-FC = CF-、-FC = CH-、-HC = CF -、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CH 2CHF-、-CHFCH2-或-0-取代，但要求0原子彼此不直接連接。 R2表不 H、-CH 3。 Z 表示-0_、-COO-、-CONH-。 A2、A3、A4、A5、A 6、A7、A8均表示 H。 本專利技術提供的超分子液晶化合物，其特征是所述的液晶化合物根據Z的不同可分 為如下三大類： -種基于四唑的偶氮型超分子液晶化合物通式（I A)的制備方法，其特征在于， 合成路線如下所示：1234 其中&、1?2、2為、4、4、4 4、4、4、^、4的含義同任意一種含四唑基團的偶氮型超 分子液晶化合物中相應的定義；X表示鹵素原子。 2 所述合成路線其特征包括下述步驟： 3 1)以DMF為溶劑，化合物1與疊氮化鈉在氯化銨作用下，加熱回流18_36h，冷卻 后，傾倒出DMF，加堿將固體溶解，再加適量酸中和，直至大量固體析出，抽濾，用有機溶劑洗 滌即得化合物2。 4 2)在氮氣氛圍下，加入化合物2、NaH，在冰水浴下向其中加入適量的DMF，攪拌 10分鐘左右升溫至40-50°C反應0. 5小時，然后降至室溫，向體系中加入化合物3,繼續在 40-50°C下反應4h后，加水后產生大量沉淀，抽濾得化合物4。 3)將化合物4溶于水中，接著向其中加入濃鹽酸，將體系置于冰水浴中，然后向該 體系中加入亞硝酸鈉水溶液，繼續在冰水浴下攪拌20-60分鐘，然后其倒入含化合物5與氫 氧化鈉的水溶液中，繼續反應1-3小時后停止反應，抽濾，重結晶得化合物6。 4)以乙腈為溶劑，化合物6與化合物7在催化劑碳酸鉀和碘化鉀作用下，于油浴鍋 中加熱反應3-9h，用薄層色譜板確認原料反應完后，經萃取，干燥，重結晶得化合物8。 -種基于四唑的偶氮型超分子液晶化合物通式（IB)的制備方法，其特征在于， 合成路線如下所示：12345 其中!^、!^^^、"六^"^的含義同任意一種含四唑基團的偶氮型超 分子液晶化合物中相應的定義；X表示氫原子或鹵素原子。 2 所述合成路線其特征包括下述步驟： 3 1)以DMF為溶劑，化合物1與疊氮化鈉在氯化銨作用下，加熱回流18_36h，冷卻 后，傾倒出DMF，加堿將固體溶解，再加適量酸中和，直至大量固體析出，抽濾，用有機溶劑洗 滌即得化合物2。 4 2)在氮氣氛圍下，加入化合物2、NaH，在冰水浴下向其中加入適量的DMF，攪拌 10分鐘左右升溫至40-50°C反應0. 5小時，然后降至室溫，向體系中加入化合物3,繼續在 40-50°C下反應4h后，加水后產生大量沉淀，抽濾得化合物4。 5 3)將化合物4溶于水中，接著向其中加入濃鹽酸，將體系置于冰水浴中，然后向該 體系中加入亞硝酸鈉水溶液，繼續在冰水浴下攪拌20-60分鐘，然后其倒入含化合物5與氫 氧化鈉的水溶液中，繼續反應1-3小時后停止反應，抽濾，重結晶得化合物6。 4)將化合物6、化合物7和無水碳酸鉀加入適量苯中，于70_90°C下回流反應 3-6h，減壓蒸餾回收溶劑，冷卻，加水適量水析出固體，抽濾烘干即得化合物8。 -種基于四唑的偶氮型超分子液晶化合物通式（IC)的制備方法，其特征在于， 合成路線如下所示：1234567 其中!^、!^^^、"六^"^的含義同任意一種含四唑基團的偶氮型超 分子液晶化合物中相應的定義；X表示氫原子或鹵素原子。 2 所述合成路線其特征包括下述步驟： 3 1)以DMF為溶劑，化合物1與疊本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含四唑基團的偶氮型超分子液晶化合物，其特征在于，具有如下結構通式(Ⅰ)：式中：R1表示C4?C18的烷基；其中，烷基中的H可被鹵素取代，C4?C18的烷基中部分?CH2?基團可各自彼此獨立地被?HC＝CH?、?C≡C?、?FC＝CF?、?FC?CH?、?HC＝CF?、?CF2CH2?、?CH2CF2?、?CF4、?CH2CHF?、?CHFCH2?或?O?取代，但要求O原子彼此不直接連接。R2表示H、C1?C3的烷基，其中烷基中的H可被鹵素取代，C1?C3的烷基中部分?CH2?基團可各自彼此獨立地被?HC＝CH?、?C≡C?、?FC＝CF?、?FC＝CH?、?HC＝CF?取代。Z表示?O?、?COO?、?CONH?。A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8相同或不同，各自獨立的表示?H，?OH，?NH3，鹵素，?NO3，?CN，?NCS，?COOH，?CHO，碳原子數為1?3的烷基或烷氧基，其中烷基或烷氧基中的H可被鹵素取代，一個或多個?CH2?基團可各自彼此獨立地被?HC＝CH?、?C≡C?、?FC＝CF?、?FC＝CH?、?HC＝CF?、?CF2CH2?、?CH2CF2?、?CF4、?CH2CHF?、?CHFCH2?、?CO?、?COO?或?O?取代，但要求O原子彼此不直接連接。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：閆立偉，申玲紅，呂明倩，劉誠，葉仲斌，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發明
國別省市：四川;51