CN112409374A - 一种刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶的制备方法及介晶性 - Google Patents

一种刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶的制备方法及介晶性 Download PDF

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Abstract

本发明属于有机材料化学领域，特别公开了一种刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶化合物的制备方法，具有如通式Ⅰ所示的结构；同时还开发了一种用做制备上述盘状液晶的原料苯并菲衍生物，具有如通式Ⅱ所示的结构。通式Ⅰ所示的化合物在合成上主要通过Suzuki偶联反应得到，经研究发现其液晶相态丰富，具有较宽的介晶温度范围，同时还具有良好热稳定性、发光性能等，在有机光电功能器件中具有潜在的应用。通式Ⅱ所示的化合物提供了原料苯并菲衍生物的制备方法，反应简洁高效、副产物少、收率高，对有机功能材料、药物开发、晶体工程等领域的原料制备提供了新的参考路径。
Figure 315538DEST_PATH_IMAGE001

Description

一种刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶的制备方法及介 晶性
技术领域
本发明属于有机材料化学领域，特别涉及一种刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶的制备方法及介晶性。
背景技术
由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料石墨烯因其优异的光学、电学、力学等性能，在化学传感器、晶体管、柔性显示屏、新能源电池、催化剂载体及系列复合材料等方面显示出重要的应用前景。
苯并菲是研究相对较早、最具代表性的盘状液晶分子之一，苯并菲及其衍生物因其合成简单、易分离、对称性好等特点成了构建盘状液晶材料最受欢迎的液晶基元；盘状液晶二聚体是通过柔链或间断性刚性核作为中间桥梁，将两个盘状介晶基元用一个柔性、半刚性、刚性间隔基连接起来，能使分子有序堆积，形成稳定的柱状介晶相；近年来，随着对苯并菲盘状液晶的不断研究和拓展，发现其在太阳能电池、有机场效应晶体管等方面存在广泛的应用。
基于此，我们设计合成了一系列以刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶二聚体化合物，期望在有机光电器件如：有机发光二极管（OLED）、有机场效应晶体管（OFET）、有机光伏（OPV）中具有深入的应用。
发明内容
本发明的发明目的就是提供一种刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶的制备方法。
该类化合物在合成上主要通过Suzuki偶联反应得到；方案中主要以单羟基苯并菲为起始原料，与全氟丁基磺酰氟酯化得到重要的中间体苯并菲全氟丁基磺酸酯，然后利用Suzuki偶联，与含不同中心刚性核的二硼酸发生反应，得到由不同中心刚性核直接连接的类石墨烯苯并菲盘状液晶二聚体化合物；本发明中得到的目标化合物，初步研究了其介晶性、自组装及光物理性质等；经研究表明具有较宽的介晶温度范围，相态丰富，能形成较稳定的柱状相或向列相，同时该类化合物还具有一定光电性能等，在有机光电功能器件中具有潜在的应用。
为实现上述发明目的，所采用的技术方案是：一种刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶化合物，其特征在于，所述化合物具有如下I的结构；其中R=-CnH2n+1，{n|6＜n＜14,n∈Z*}或R=-OCnH2n+1，{n|6＜n＜14,n∈Z*}；Ar为刚性（或半刚性、柔性）的间隔基团，常见的可为芳环、单杂环、稠杂环以及它们的衍生物等，如下：
Figure 924298DEST_PATH_IMAGE001
其中，本发明内容优选苯环、联苯、稠合噻吩、噻吩连噻吩、苯并二噻吩衍生物等
Figure 700493DEST_PATH_IMAGE002
。
与现有技术相比，本发明通式为I的刚性核直连的苯并菲盘状液晶化合物的有益效果是：
一、化学结构变化多样，可通过调节不同的R基团及其链长以及Ar的种类来调节液晶性质，使目标化合物具有丰富的相态、较宽的介晶温度范围、优异的光电功能性质等，可见在有机发光二极管、化学传感器、有机光伏等领域具有广泛的用途；
二、本发明方法中，所用药品、试剂价格低廉，易于获得，反应条件温和，步骤简洁高效，反应专一性强、原子利用率高，且后处理操作简单，收率较高，符合工业化生产的要求。
值得指出的是，本发明同时提供了用于Suzuki偶联反应的起始原料含拟卤素的苯 并菲衍生物的制备路径，所采用的技术方案是：一种苯并菲衍生物的合成，其特征在于，所 述化合物具有如下通式Ⅱ的结构；其中R1=-CnH2n+1，{n|6＜n＜14,n∈Z*}或R1=-OCnH2n+1，{n| 6＜n＜14,n∈Z*}；R2=-OTf（即：
Figure 276967DEST_PATH_IMAGE003
）或R2=-OSO2(CF2)3CF3（即：
Figure 141018DEST_PATH_IMAGE004
）
Figure 548866DEST_PATH_IMAGE005
。
与现有技术相比，本发明的通式为Ⅱ的苯并菲衍生物的有益效果是：
一、单溴苯并菲不易直接合成，但通过既有手段合成单羟基苯并菲后，在此基础上通过控制条件与不同酸酐的反应，开发出一类含拟卤素的苯并菲衍生物，可用于直接参与Suzuki偶联反应，在有机功能材料、药物开发、晶体工程等方面提供了新的参考路径；
二、通过本发明方案合成的含拟卤素的苯并菲衍生物，产率高，活性好，且价格低廉、易于保存（如合成苯并菲全氟丁基磺酰酯所用的全氟丁基磺酰氟国内甚至可按公斤出售，约1kg，100元）；进行Suzuki偶联反应时，反应简洁高效、副产物少、收率较高，可适应不同场景的需求。
上述的通式为I的刚性核直连的苯并菲盘状液晶化合物及通式为Ⅱ的一种苯并菲衍生物的制备方法合成路线简短高效，且产率较高、后处理简单，下面结合具体实施案例对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1为实施例1中所获原料化合物M0的核磁共振氢谱。
图2为实施例1中所获原料化合物M0的核磁共振碳谱。
图3为实施例1中所获原料化合物M0的核磁共振氟谱。
图4为实施例1中所获原料化合物M0的偏光织构图。
图5为实施例1中所获原料化合物M0的DSC图。
图6为实施例2中所获目标化合物D1b的核磁共振氢谱。
图7为实施例2中所获目标化合物D1b的核磁共振碳谱。
图8为实施例2中所获目标化合物D1b的高分辨质谱。
图9为实施例2中所获目标化合物D1b的偏光织构图。
图10为实施例2中所获目标化合物D1b的DSC图。
图11为实施例2中所获目标化合物D1b的XRD图。
图12为实施例3中所获目标化合物D2b的核磁共振氢谱。
图13为实施例3中所获目标化合物D2b的核磁共振碳谱。
图14为实施例3中所获目标化合物D2b的高分辨质谱。
图15为实施例3中所获目标化合物D2b的偏光织构图。
图16为实施例3中所获目标化合物D2b的DSC图。
图17为实施例3中所获目标化合物D2b的XRD图。
图18为实施例4中所获目标化合物D3b的核磁共振氢谱。
图19为实施例4中所获目标化合物D3b的核磁共振碳谱。
图20为实施例4中所获目标化合物D3b的高分辨质谱。
图21为实施例4中所获目标化合物D3b的偏光织构图。
图22为实施例4中所获目标化合物D3b的DSC图。
图23为实施例4中所获目标化合物D3b的XRD图。
图24为实施例5中所获目标化合物D4b的核磁共振氢谱。
图25为实施例5中所获目标化合物D4b的核磁共振碳谱。
图26为实施例5中所获目标化合物D4b的高分辨质谱。
图27为实施例5中所获目标化合物D4b的偏光织构图。
图28为实施例5中所获目标化合物D4b的DSC图。
图29为实施例5中所获目标化合物D4b的XRD图。
图30为实施例2-5中所获目标化合物D1b、D2b、D3b、D4b在四氢呋喃溶液中的紫外-可见吸收图。
图31为实施例2-5中所获目标化合物D1b、D2b、D3b、D4b在四氢呋喃溶液中的荧光发射光谱图。
图32为实施例2-5中所获目标化合物D1b、D2b、D3b、D4b的薄膜荧光发射光谱图。
图33为实施例2-5中所获目标化合物D1b、D2b、D3b、D4b的热重分析TGA图。
图34为指定的说明书摘要附图，其中Ⅰ为一种刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶化合物的合成通式，Ⅱ为一种新型苯并菲衍生物的合成通式。
具体实施方式
以下将通过具体实施例进行进一步阐述本发明，但并不用于限制本发明的保护范围；在不脱离本发明构思的前提下，本领域技术人员可在权利要求范围内对制备方法和使用仪器作出改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
实施例1：原料M0（苯并菲全氟丁基磺酰酯或苯并菲三氟甲磺酸酯）的合成
一种含拟卤素苯并菲衍生物M0的制备方法（以苯并菲全氟丁基磺酰酯为例），包括步骤如下：（1）在-50℃、避光条件下加入反应物1、二氯甲烷溶剂及三乙胺，搅拌反应0.5h；（2）通过注射器将全氟丁基磺酰氟注入反应体系，保持-50℃搅拌反应1-2h后，取出温热至室温，避光反应过夜，得到化合物M0；其合成路线如下：
Figure 105749DEST_PATH_IMAGE006
。
反应器皿用250mL左右的两颈烧瓶，一端用橡胶塞塞住，一端用带开关的活塞，合适的搅拌子置于其中；在-50℃，避光，惰性气体保护下，加入反应物1（3.0 g, 0.0034mol）、干燥的二氯甲烷（250mL烧瓶的1/2至2/3处）、三乙胺（4.71 mL, 0.0339 mol），保持-50℃搅拌0.5h，随后用容量适当的注射器将全氟丁基磺酰氟（2.39 mL, 0.0136 mmol）通过橡胶塞一端注入反应体系，整个反应在-50℃、避光、惰性气体保护下投料、搅拌、反应1-2h后，置于室温中继续避光搅拌反应过夜（约12h及以上），以薄层色谱法确定原料反应完全则终止反应；反应结束后，在冷却条件下加入过量盐酸搅拌10分钟后，用饱和食盐水、二氯甲烷萃取，有机层用无水硫酸镁干燥并过滤后，减压蒸馏，观察到显著的固体，在避光条件下，通过硅胶柱色谱法快速纯化（二氯甲烷：石油醚=1：2），得到化合物M0（3.33 g），灰白色固体，收率约84.1 %。
核磁共振氢谱1H NMR (CDCl3, TMS, 400MHz) δ (ppm): 8.14 (s, 1H), 7.79(s, 1H), 7.75 (s, 3H), 7.65 (s, 1H), 4.24-4.19 (m, 10H), 1.95 (s, 10H), 1.59(s, 10H), 1.43-1.27 (m, 40H), 0.91 (t, J = 4.0 Hz, 15H). 核磁共振碳谱13C NMR(CDCl3, 100 MHz) δ (ppm): 150.21, 149.31, 149.29, 148.89, 148.78, 138.36,129.38, 125.03, 123.32, 122.71, 122.68, 122.09, 116.33, 107.78, 107.02,106.40, 106.24, 106.12, 69.81, 69.69, 69.29, 69.21, 31.87, 31.83, 31.82,29.51, 29.48, 29.46, 29.40, 29.36, 29.32, 29.23, 29.08, 26.21, 26.11, 25.91,22.70, 22.69, 22.67, 14.11, 14.08. 核磁共振氟谱19F NMR (CDCl3, 376 MHz) δ(ppm): -80.65 (t, J = 9.3 Hz, 3F, CF3), -109.82 (t, J = 12.2 Hz, 2F, SCF2), -120.80 (s, 2F, CF2), -125.86 – -125.92 (m, 2F, CF2)。
该实施例中，原料化合物M0通过核磁共振氢谱、碳谱、氟谱鉴定了其结构，通过偏光显微镜（POM）、示差扫描量热法（DSC）测试了其具有典型的液晶织构和一定的液晶相变温度范围。
实施例2：Suzuki偶联反应，目标化合物D1b的合成
一种刚性核直连的苯并菲盘状液晶化合物的制备方法，包括步骤如下：以化合物M0为原料（以苯并菲全氟丁基磺酸酯为例），与1,4-苯二硼酸，在Pd(PPh3)4催化下，通过Suzuki偶联反应得到化合物D1b；其合成路线如下：
Figure 123745DEST_PATH_IMAGE008
。
氩气保护下，在反应管中加入化合物M0（250.0 mg, 0.214 mmol）、1，4-苯二硼酸（14.20 mg, 0.086 mmol）、碳酸钾（355.13 mg, 2.570 mmol）、四（三苯基膦）合钯（24.75mg, 0.022 mmol），加入以THF ：H2O = 4 ：1的脱气处理的混合溶液10mL，70oC的加热环境下反应24小时，反应结束后用二氯甲烷萃取、无水硫酸镁干燥、过滤，旋干有机溶剂，硅胶柱层析分离提纯，洗脱剂为V二氯甲烷：V石油醚=1:2，得到白色固体D1b（112.3 mg, 72 %）。
核磁共振氢谱1H NMR (CDCl3, TMS, 600MHz) δ (ppm): 8.49 (s, 2H), 7.98(d, J = 4.6 Hz, 4H), 7.93 (s, 2H), 7.86 (s, 8H), 4.28-4.26 (m, 12H), 4.24 (t,J = 6.6 Hz, 4H), 4.21 (t, J = 6.6 Hz, 4H), 1.99-1.88 (m, 20H), 1.62-1.52 (m,20H), 1.46-1.26 (m, 80H), 0.92-0.83 (m, 30H). 核磁共振碳谱13C NMR (CDCl3, 100MHz) δ (ppm): 155.01, 149.78, 149.31, 148.75, 148.73, 137.50, 130.38, 129.49,125.62, 124.85, 124.06, 123.17, 123.04, 122.98, 107.94, 107.54, 106.94,106.48, 104.77, 69.87, 69.49, 69.32, 68.64, 31.86, 31.83, 31.81, 29.50,29.45, 29.35, 29.31, 29.24, 26.22, 26.19, 26.15, 22.70, 22.66, 14.12, 14.09.高分辨质谱HRMS m/z (100%) (MALDI): [M]+ calcd for C122H186O10 1812.4135, found1812.4072. 元素分析Elemental analysis: calculated for C122H186O10, C 80.83%, H10.34%; found C 80.42%, H 10.54%。
该实施例中，目标化合物D1b通过核磁共振氢谱、碳谱、高分辨质谱、元素分析鉴定了其结构，通过偏光显微镜（POM）、示差扫描量热法（DSC）、X-射线衍射技术（XRD）测试了其具有典型的液晶织构、较宽的液晶相变范围及介晶中间相堆积方式，并对其进行了紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱及热重分析的测试，结果表明其具有良好的热稳定性和优异的光学性能。
实施例3：Suzuki偶联反应，目标化合物D2b的合成
一种刚性核直连的苯并菲盘状液晶化合物的制备方法，包括步骤如下：以化合物M0为原料（以苯并菲全氟丁基磺酸酯为例），与4,4'-联苯二硼酸，在Pd(PPh3)4催化下，通过Suzuki偶联反应得到化合物D2b；其合成路线如下：
Figure 386100DEST_PATH_IMAGE009
。
氩气保护下，在反应管中加入化合物M0（250.0 mg, 0.214 mmol）、4，4-连苯二硼酸（20.72 mg, 0.086 mmol）、碳酸钾（355.13 mg, 2.570 mmol）、四（三苯基膦）合钯（24.75mg, 0.022 mmol），THF ：H2O = 4 ：1的脱气处理的混合溶液12mL，70oC的加热环境下反应24小时，反应结束后用二氯甲烷萃取、无水硫酸镁干燥、过滤，旋干有机溶剂，硅胶柱层析分离提纯，洗脱剂为V二氯甲烷：V石油醚=1 : 2，得到白色固体D2b（116.2 mg, 72 %）。
核磁共振氢谱1H NMR (CDCl3, TMS, 600MHz) δ (ppm): 8.45 (s, 2H), 7.97(d, J = 6.1 Hz, 4H), 7.92 (s, 2H), 7.86-7.83 (m, 12H), 4.28-4.21 (m, 20H),1.99-1.86 (m, 20H), 1.62-1.51 (m, 20H), 1.46-1.28 (m, 80H), 0.92-0.87 (m,30H). 核磁共振碳谱13C NMR (C2D2Cl4,151 MHz) δ (ppm): 154.96, 150.01, 149.46,148.93, 139.09, 137.59, 130.38, 129.99, 129.35, 126.49, 125.34, 124.77,123.89, 122.99, 122.76, 108.58, 108.10, 107.48, 107.19, 104.96, 70.15, 70.08,69.70, 69.64, 68.78, 31.77, 31.74, 29.48, 29.41, 29.38, 29.27, 29.24, 29.19,26.20, 26.13, 26.11, 26.05, 22.65, 14.16. 高分辨质谱HRMS m/z (100%) (MALDI):[M]+ calcd for C128H190O10 1888.4417, found 1888.4391. 元素分析Elementalanalysis: calculated for C128H190O10, C 81.39%, H 10.14%; found C 80.93%, H10.39%。
该实施例中，目标化合物D2b通过核磁共振氢谱、碳谱、高分辨质谱、元素分析鉴定了其结构，通过偏光显微镜（POM）、示差扫描量热法（DSC）、X-射线衍射技术（XRD）测试了其具有典型的液晶织构、较宽的液晶相变范围及介晶中间相堆积方式，并对其进行了紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱及热重分析的测试，结果表明其具有良好的热稳定性和优异的光学性能。
实施例4：Suzuki偶联反应，目标化合物D3b的合成
一种刚性核直连的苯并菲盘状液晶化合物的制备方法，包括步骤如下：以化合物M0为原料（以苯并菲全氟丁基磺酸酯为例），与噻吩并[3,2-b]噻吩-2,5-二硼酸，在Pd(PPh3)4催化下，通过Suzuki偶联反应得到化合物D3b；其合成路线如下：
Figure 848305DEST_PATH_IMAGE010
。
氩气保护下，在反应管中加入化合物M0（250.0 mg, 0.214 mmol）、噻吩并[3,2-b]噻吩-2,5-二硼酸（19.52 mg, 0.086 mmol）、碳酸钾（355.13 mg, 2.570 mmol）、四（三苯基膦）合钯（24.75 mg, 0.022 mmol），THF ：H2O = 4 ：1的脱气处理的混合溶液10mL，70oC的加热环境下反应24小时，反应结束后用二氯甲烷萃取、无水硫酸镁干燥、过滤，旋干有机溶剂，硅胶柱层析分离提纯，洗脱剂为V二氯甲烷：V石油醚= 1 : 2，得到淡黄色固体D3b（107.8mg, 67 %）。
核磁共振氢谱1H NMR (CDCl3, TMS, 600MHz) δ (ppm): 8.72 (s, 2H), 8.00(s, 2H), 7.94 (s, 2H), 7.91 (s, 2H), 7.87 (s, 2H), 7.84 (s, 4H), 4.36 (t, J =6.5 Hz, 4H), 4.29 (t, J = 6.5 Hz, 4H), 4.27-4.23 (m, 12H), 2.10-2.05 (m, 4H),2.00-1.93(m, 16H), 1.69-1.57 (m, 20H), 1.50-1.32 (m, 80H), 0.92-0.88 (m,30H). 核磁共振碳谱13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ (ppm): 154.06, 149.88, 149.30,148.93, 148.76, 141.79, 139.89, 129.37, 124.94, 123.75, 123.36, 123.22,123.12, 122.95, 118.30, 107.91, 107.46, 106.91, 106.74, 104.73, 69.89, 69.81,69.47, 69.10, 31.87, 31.85, 29.54, 29.46, 29.37, 29.30, 26.40, 26.24, 26.23,22.70, 14.14, 14.12. 高分辨质谱HRMS m/z (100%) (MALDI): [M]+ calcd forC122H184O10S2 1874.3364, found 1874.3340. 元素分析Elemental analysis: calculatedfor C122H184O10S2, C 78.15%, H 9.89%, S 3.42%; found C 78.34%, H 9.68%, S 3.34%。
该实施例中，目标化合物D3b通过核磁共振氢谱、碳谱、元素分析鉴定了其结构，通过偏光显微镜（POM）、示差扫描量热法（DSC）、X-射线衍射技术（XRD）测试了其具有典型的液晶织构、较宽的液晶相变范围及介晶中间相堆积方式，并对其进行了紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱及热重分析的测试，结果表明其具有良好的热稳定性和优异的光学性能。
实施例5：Suzuki偶联反应，目标化合物D4b的合成
一种刚性核直连的苯并菲盘状液晶化合物的制备方法，包括步骤如下：以化合物M0为原料（以苯并菲全氟丁基磺酸酯为例），与4,8-二（戊氧基）苯并[1,2-B：4,5-B']噻吩二硼酸，在Pd(PPh3)4催化下，通过Suzuki偶联反应得到化合物D4b；其合成路线如下：
Figure 399372DEST_PATH_IMAGE011
。
氩气保护下，在反应管中加入化合物M0（250.0 mg, 0.214 mmol）、4,8-二（戊氧基）苯并[1,2-B：4,5-B']噻吩二硼酸（38.56 mg, 0.086 mmol）、碳酸钾（355.13 mg, 2.570mmol）、四（三苯基膦）合钯（24.75 mg, 0.022 mmol），THF ：H2O = 4 ：1的脱气处理的混合溶液15mL，70oC的加热环境下反应24小时，反应结束后用二氯甲烷萃取、无水硫酸镁干燥、过滤，旋干有机溶剂，硅胶柱层析分离提纯，洗脱剂为V二氯甲烷：V石油醚=1 : 2，得到淡黄色固体D4b（108.5 mg, 60 %）。
核磁共振氢谱1H NMR (CDCl3, TMS, 600MHz) δ (ppm): 8.78 (s, 2H), 8.15(s, 2H), 8.04 (s, 2H), 7.94 (s, 2H), 7.91 (s, 2H), 7.85 (s, 4H), 4.43 (t, J =6.6 Hz, 4H), 4.38 (t, J = 6.4 Hz, 4H), 4.31-4.24 (m, 16H), 2.12-2.07 (m, 4H),2.03-1.93 (m, 20H), 1.71-1.57 (m, 24H), 1.52-1.32 (m, 84H), 0.99 (t, J = 7.4Hz, 6H), 0.92-0.88 (m, 30H). 核磁共振碳谱13C NMR (C2D2Cl4, 151 MHz) δ (ppm):154.57, 150.31, 149.53, 149.19, 148.95, 143.78, 139.54, 132.37, 129.79,129.66, 129.63, 125.06, 124.22, 123.61, 123.19, 122.76, 122.65, 119.55,108.74, 108.18, 107.35, 104.69, 70.24, 70.10, 69.72, 69.63, 69.06, 31.82,31.77, 30.27, 29.48, 29.45, 29.43, 29.40, 29.28, 29.27, 29.24, 28.18, 26.35,26.13, 26.12, 22.65, 22.63, 22.53, 14.16, 14.14. 高分辨质谱HRMS m/z (100%)(MALDI): [M]+ calcd for C136H206O12S2 2096.4984, found 2096.4983. 元素分析Elemental analysis: calculated for C136H206O12S2, C 77.89%, H 9.90%, S 3.06%;found C 77.63%, H 9.68%, S 3.02%。
该实施例中，目标化合物D4b通过核磁共振氢谱、碳谱、高分辨质谱、元素分析鉴定了其结构，通过偏光显微镜（POM）、示差扫描量热法（DSC）、X-射线衍射技术（XRD）测试了其具有典型的液晶织构、较宽的液晶相变范围及介晶中间相堆积方式，并对其进行了紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱及热重分析的测试，结果表明其具有良好的热稳定性和优异的光学性能。
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Claims (6)

1.一种刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶化合物，其特征在于，具有如下通式Ⅰ所示的结构；其中R=-CnH2n+1，{n|6＜n＜14,n∈Z*}或R=-OCnH2n+1，{n|6＜n＜14,n∈Z*}；Ar为刚性（或半刚性、柔性）的间隔基团，常见的可为芳环、单杂环、稠杂环以及它们的衍生物等，如下：
Figure 42846DEST_PATH_IMAGE001
其中，本发明内容优选苯环、联苯、稠合噻吩、噻吩连噻吩、苯并二噻吩衍生物等
Figure 561552DEST_PATH_IMAGE002
。
2.一种制备权利要求1所述的通式为Ⅰ的刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶化合物的制备方法，其主要反应为Suzuki偶联，包括步骤如下：以含卤素或拟卤素化合物M0为原料（以苯并菲全氟丁基磺酸酯为例），与系列刚性（或半刚性、柔性）间隔基团，在Pd(PPh3)4催化下，通过Suzuki偶联反应得到目标化合物D1b-D4b；其合成路线如下：
Figure 254702DEST_PATH_IMAGE003
。
3.一种制备权利要求1、2所述刚性核直连的苯并菲盘状液晶二聚体化合物的原料苯并菲衍生物的合成，其特征在于，具有如下通式Ⅱ所示的结构；其中R1=-CnH2n+1，{n|6＜n＜14,n∈Z*}或R1=-OCnH2n+1，{n|6＜n＜14,n∈Z*}；R2=-OTf（即：
Figure 397757DEST_PATH_IMAGE004
）或R2=-OSO2(CF2)3CF3（即：
Figure 275583DEST_PATH_IMAGE005
）
Figure 156951DEST_PATH_IMAGE006
。
4.一种制备权利要求3所述的通式为Ⅱ的苯并菲衍生物的制备方法，其主要步骤有：（1）在-50℃、避光条件下加入反应物1、二氯甲烷溶剂及三乙胺，搅拌反应0.5h；（2）通过注射器将全氟丁基磺酰氟（或三氟甲磺酸酐）注入反应体系，保持-50℃搅拌反应1-2h后，取出温热至室温，避光反应过夜，得到化合物M0；其合成路线如下：
Figure 529158DEST_PATH_IMAGE007
。
5.一种应用权利要求1所述的通式为Ⅰ的刚性核直连的类石墨烯苯并菲盘状液晶二聚体化合物作为有机发光二极管、场效应晶体管、化学传感器、柔性显示屏、新能源电池、有机光伏等有机光电功能器件及相关复合材料等方面的用途。
6.一种应用权利要求3所述的通式为Ⅱ的苯并菲衍生物作为有机功能材料、新药物开发、晶体工程、等领域的原料制备提供了新的参考路径。
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