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手性丙二醇衍生物的合成及其诱导的N~*相液晶的螺旋行为

刘文科  
【摘要】: 手性掺杂剂是手征性向列相(N*)液晶材料中的重要组分,而掺杂剂的分子结构强烈影响到其诱导的N*相液晶的螺旋扭曲行为。因此,设计、合成一种新型的掺杂剂分子并研究其分子结构与其诱导N*相液晶的螺旋扭曲行为之间的关系已经成为液晶科学前沿研究的热点。 本文以(S)-1, 2-丙二醇为手性不对称中心,设计、合成、表征了具有单、双手性中心的系列手性掺杂剂分子(CRDB、CnTC、CSTC);测试该系列手性分子诱导的N*相液晶在不同温度下螺距,并比较了末端烷基链的长度、取代基的类型以及手性中心的数目对其诱导的N*相液晶的螺距、PC值、分子扭曲力常数β的影响。 通过FT-IR、1H NMR对化合物的结构进行了表征分析,采用Cano法测量了各种N*相液晶的螺距,并运用POM观察了液晶相的织构。 结果表明:(1)总体上,CnTC诱导的N*相液晶的螺距P、β和PC值(绝对值)均随着末端烷基链长度的增大而减小,并存在奇偶效应。(2) CnTC、CSTC、CNDB诱导的N*相液晶的螺距P均随着温度的升高而逐渐增大,同温度下前者具有较小的螺距。CnTC、CSTC、CNDB的β和PC值(绝对值)也均随着温度的升高而逐渐增大,同温度下后二者具有较大值。(3) C3FTC诱导的N*相液晶发生特殊的热致手性翻转,C3FDB诱导的N*相液晶的螺距随着温度的升高逐渐减小;相应地,其β和PC值(绝对值)均随着温度的升高而增大。(4)对于含有不同手性中心数目的CNTC和CNDB来说,前者具有较小的螺距、和较大的PC值(绝对值)与扭曲力,说明手性中心具有加和性。


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