CN115806542A - 2,5-双(1,3,4-三氟四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩盘状液晶及合成 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及2,5‑双(1,3,4‑三氟‑6,7,10,11‑四(烷氧基)三亚苯基‑2‑基)噻吩盘状液晶化合物化学结构、合成方法、介晶性质及用途的研究。其特征在于具有通式（Ⅰ）。其中R1为C6~C12的烷基链，上述通式（Ⅰ）化合物在一定的温度范围内能自组装成柱状液晶中间相。本发明还提供了一种2,5‑双(1,3,4‑三氟‑6,7,10,11‑四(烷氧基)三亚苯基‑2‑基)噻吩盘状液晶化合物制备方法，其合成路线简单快捷，通式（Ⅰ）中化合物可通过单噻吩与丁基理反应，再与1,2,3,4‑四氟‑6,7,10,11‑四(烷氧基)苯并菲发生芳基亲核取代反应，连续两步反应得到目标化合物。
Description
技术领域
本发明涉及2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩盘状液晶化合物化学结构、合成方法、介晶性质及用途。
背景技术
目前，盘状液晶是一类独特的具有显著的电导和光电导性能的、能够通过自组装形成微纳米结构的有机光电功能材料。盘状液晶是一种具有π共轭稠环芳烃的平面盘状分子，由于其一维分子间柱状堆积，使其能够自组装成柱状结构，尤其是六方柱状相，这为一维电荷载流子传输提供独特的分子路径。因此，盘状液晶在分子电子学、光电子学、光电导性、光伏和电致发光装置等领域应用中，是一类有前途的有机半导体材料。由于氟原子具有大的吸电子效应、小的阻碍效应等特殊性质，因此在液晶分子中引入氟原子会使其物理性质发生很大改变。如能降低粘度，降低驱动电压，加快响应速度，提高介电常数，拓宽液晶相温度范围等。含氟棒状显示用液晶报道较多，氟芳烃盘状液晶半导体化合物报道较少。使用噻吩作为中心芳香核化合物其表现出较强的凝胶性，另外对分子的电子和立体效应对其自组装行为、光物理性质、半导体特性有重大影响。
发明内容
基于此设计合成了2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩盘状液晶化合物。该类化合物在合成上通过多氟芳烃的亲核取代反应得到的。通过单噻吩与丁基理反应，再与1,2,3,4-四氟-6,7,10,11-四(烷氧基)苯并菲发生芳基亲核取代反应，连续两步反应得到目标化合物。经测试表明该类化合物在一定的温度范围内形成稳定的柱状液晶。
此外，本发明提供2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩盘状液晶化合物的制备方法。
一种2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩盘状液晶化合物，其特征在于具有通式（Ⅰ）所示的结构：
其中R为CnH2n+1，n = 6、8、10、12。
一种权利要求2所述的通式（Ⅰ）2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩其合成在于包括如下步骤。
2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩的合成：
在50 mL反应管中称取a ( 0.48 mmol)，并加入溶剂THF (2.5 mL)，在-78 ℃下,用注射器量取n-BuLi (2.5 M in Hexanes, 0.97 mmol ) 缓慢注入反应管中，在氩气保护下反应0.5 h后，随后加热50 ℃反应3小时，再称取1,2,3,4-四氟-6,7,10,11-四(烷氧基)苯并菲(0.49 mmol) 加入反应管，继续在70 ℃反应10 h。反应完毕后，用甲醇和蒸馏水进行重结晶，过滤，烘干，粗产品通过硅胶柱层析 (洗脱剂：V三氯甲烷 : V石油醚 = 1 : 2) 分离提纯，用甲苯和石油醚进行重结晶，得到黄绿色固体。其中，R是CnH2n+1，n = 6、8、10、12。
上述2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩盘状液晶化合物的制备方法，其合成路线简单快捷且条件温和，该类化合物是以1,2,3,4-四氟-6,7,10,11-四(烷氧基)苯并菲与单噻吩发生芳基的亲核取代反应将多个芳基连在一起，在外围的多条烷氧基柔性链的调节作用下，其可以在一定的温度范围下自组装成稳定的柱状液晶中间相，在液晶材料方面有很好的应用价值。
附图说明
图1实施例1中所获R为C8H17时通式（Ⅰ）的核磁氢谱。
图2实施例1中所获R为C8H17时通式（Ⅰ）的核磁氟谱。
图3实施例1中所获R为C8H17时通式（Ⅰ）的DSC曲线图。
图4实施例1中所获R为C8H17时通式（Ⅰ）的偏光织构图。
具体实施方式
下面给出的实例是对本发明的具体描述，必须强调的是下面给出的实施例子只是对本发明的进一步阐述，而不是对本发明的保护范围的一种限制。本领域熟练技术人员根据上述发明内容在实际实施过程中，涉及到的改进或者调整若不是本质意义上的改变，仍然属于本发明的保护范围。
实施例1。
本实施例提供的化合物是通式（Ⅰ）化合物的制备，其中R为C8H17，其制备反应如下。
在50 mL反应管中称取a (0.02 g, 0.24 mmol)，并加入溶剂THF (2.5 mL)，在-78℃下, 用注射器量取n-BuLi (2.5 M in Hexanes, 0.97 mmol ) 缓慢注入反应管中，在氩气保护下反应0.5 h后，随后加热50 ℃反应3小时，再称取1,2,3,4-四氟-6,7,10,11-四(辛氧基)苯并菲(0.40 g, 0.49 mmol) 加入反应管，继续在70 ℃反应10 h。反应完毕后，用甲醇和蒸馏水进行重结晶，过滤，烘干，粗产品通过硅胶柱层析 (洗脱剂：V三氯甲烷 : V石油醚 =1 : 2) 分离提纯，用甲苯和石油醚进行重结晶，得到黄绿色固体 (0.063 g)。
核磁氢谱1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.51 – 8.47 (m, 4H, ArH), 7.81 (d, J= 6.1 Hz, 6H, ArH), 4.30 – 4.17 (m, 16H, OCH2), 1.96 – 1.89 (m, 14H, CH2),1.57 (d, J = 12.0 Hz, 24H, CH2), 1.44 – 1.26 (m, 58H, CH2), 0.91 – 0.83 (m,24H, CH3)。
Claims (5)
1.2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩盘状液晶化合物，其特征在于具有通式（Ⅰ）所示的结构：
根据权利要求1所示2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩盘状液晶化合物（Ⅰ），所示其特征在于所述R = CnH2n+1，n = 6、8、10、12。
2.一种权利要求2所示的通式（Ⅰ）中2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩盘状液晶化合物，其制备方法为：
在50 mL反应管中称取a ( 0.48 mmol)，并加入溶剂THF (2.5 mL)，在-78 ℃下, 用注射器量取n-BuLi (2.5 M in Hexanes, 0.97 mmol ) 缓慢注入反应管中，在氩气保护下反应0.5 h后，随后加热50 ℃反应3小时，再称取1,2,3,4-四氟-6,7,10,11-四(烷氧基)苯并菲(0.49 mmol) 加入反应管，继续在70 ℃反应10 h。
3.反应完毕后，用甲醇和蒸馏水进行重结晶，过滤，烘干，粗产品通过硅胶柱层析 (洗脱剂：V三氯甲烷 : V石油醚 = 1 : 2) 分离提纯，用甲苯和石油醚进行重结晶，得到黄绿色固体。
4.一种权利要求1所述通式（Ⅰ）中2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩盘状液晶化合物化学结构及合成方法。
5.一种权利要求1所述通式（Ⅰ）中2,5-双(1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)三亚苯基-2-基)噻吩盘状液晶化合物介晶性质及用途。
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