[发明专利]苯并菲类手性二聚体盘状液晶化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盘状液晶及其合成方法，特别涉及一种基于苯并菲手性桥接二聚体盘状液晶化合物及其制备方法。

背景技术

通常，物质分为三态：固态、液态、气态。1888年，奥地利植物学家F.Reinitzer在研究胆甾醇苯甲酸酯时首先观察到了液晶（liquid crystal）现象。液晶是处于晶体和各向同性的液态之间的中间相（mesophase），它既有液体的流动性，又保留了晶体的部分有序性。

1977年，印度科学家Chandrasekhar在对均六苯酯的研究中首次发现盘状的分子也能形成液晶相，开辟了盘状液晶研究的全新领域。盘状液晶分子处于液晶相时，通过分子间的自组装形成柱状相，单个柱子中盘状分子之间强烈的π-π堆砌作用，使得其在沿柱子方向上具有非常高的电荷传输率，在一维导线，有机电子传输器件、场发射晶体管、光电太阳能器件等方面具有很好的应用前景。

带有手性基团的液晶化合物是目前国内外液晶研究的热点之一。手性液晶（chiral liquid crystal）最主要的结构特征是液晶分子结构中含有一个或一个以上不对称碳原子的液晶化合物。分子有无旋光性是分子结构的重要特征，和分子结构的对称性有密切的联系。由于手性原子特殊的化学结构，会对盘状液晶形成的柱状相的内部微观结构产生影响，也会对柱内分子的堆砌形式有一定的影响。手性在盘状液晶中起到很重要的作用，不仅是因为能够形成胆甾相液晶和铁电性液晶，而且手性是研究这些分子在溶液或固态是时自聚集的有效工具。

发明内容

为了探索手性基团对盘状液晶分子自组装特性的细微内部微结构产生的影响，本发明提供了一种基于苯并菲手性二聚体盘状液晶化合物及其制备方法。

一种苯并菲类手性二聚体盘状液晶化合物，为异甘露醇系列化合物或异山梨醇系列化合物，系列化合物结构式如下：

1、异甘露醇系列化合物：

其中，m＝1，3，4，5，6，7，即m＝1，3-7。

2、异山梨醇系列化合物：

其中，n＝1，3，4，5，6，7，即n＝1，3-7。

本发明还提供了上述苯并菲类手性二聚体盘状液晶化合物的制备方法。

1、异甘露醇系列化合物的合成方法

（1）反应路线为：

（2）合成方法，包括如下步骤：

i）化合物1（2-（3,6,7,10,11-五戊氧基苯并菲-2-氧）烷基羧酸乙酯）的制备

其中，m=1,3,4,5,6,7

在氮气气氛下，在装有磁力搅拌的三口烧瓶中依次加入2-羟基-3,6,7,10,11-五戊氧基苯并菲和丙酮，待固体完全溶解后，再加入无水碳酸钾，室温搅拌，然后加入溴代烷基羧酸乙酯，升温至60℃回流反应（24h），反应完成后，待反应液冷却至室温，抽滤，取滤液，旋干滤液，柱层析提纯，乙醇重结晶后得淡黄色粉末；

ii）化合物2（2-（3,6,7,10,11-五戊氧基苯并菲-2-氧）烷基羧酸）的制备

其中，m=1,3,4,5,6,7

在装有磁力搅拌的三口烧瓶中依次加入步骤i）得到的淡黄色粉末（化合物1）和乙醇，待固体完全溶解后再加入氢氧化钠的水溶液，出现白色沉淀，升温至80℃，回流（2h）后反应液变澄清，待反应液冷却至室温，倒入去离子水的冰水混合物中，加入稀盐酸酸化至pH值约为2-3，生成乳白色沉淀，抽滤，用去离子水多次洗滤饼，滤饼真空干燥后，乙醇重结晶得到白色固体；

iii）化合物3（2-（3,6,7,10,11-五戊氧基苯并菲-2-氧）烷基羧酸异甘露醇双酯）的制备

其中，m=1,3,4,5,6,7

在装有磁力搅拌的三口烧瓶中依次加入步骤ii）得到的白色固体（化合物2），异甘露醇及除水的二氯甲烷，待固体完全溶解后，再加入脱水剂DCC（二环己基碳二亚胺）与催化剂DMAP（4-二甲氨基吡啶）到反应液中，然后升温至60℃回流反应（24h），反应完成后，待反应液冷却至室温，抽滤，滤液依次用5wt%的氢氧化钠溶液、饱和碳酸氢钠溶液、去离子水各洗一遍，有机层用无水硫酸钠干燥过夜，抽滤，滤液旋干得白色固体，柱层析提纯，乙醇重结晶后得淡黄色粉末。

2、异山梨醇系列化合物的合成方法

（1）反应路线为：

（2）合成方法，包括如下步骤：