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随着液晶化学的发展,通过如氢键自组装合成新的液晶材料已经越来越多地受到人们的重视,该方法主要利用吡啶基团和羧酸基团之间的质子给体和受体相互作用,使分子自组装并形成具有液晶性质的二维有序排列。光致变色化合物是另一类有机功能材料,广泛用于光能记忆、光控开关、信息贮存、涂料、颜料以及相关工业领域。在各种光致变色化合物中,二芳基乙烯特别是二噻吩乙烯,由于其良好的热稳定性和优良的耐疲劳性而备受关注。
本文将没有液晶性质的噁二唑基吡啶和取代苯甲酸通过氢键自组装成棒状液晶和盘状液晶,并且将光致变色基团引入到氢键自组装体系中,得到了结构新颖的光致变色材料。作为对比,还通过共价键的形式合成了两个光致变色化合物。目标对化合物的结构通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外光谱,质谱、高分辨质谱等进行了表征,采用偏光显微镜(POM)、差示扫描量热(DSC)及紫外可见光吸收光谱(UV-Vis)考查了液晶性质和光致变色性质,并通过热重分析研究氢键复合物的稳定性。
在棒状液晶中,研究了不同的羧酸取代基对液晶相态的影响,发现当取代基为NO2,F,CN时,氢键复合物的显示互变型的近晶A相;而当取代基为给电子效应的CH3O时,则得到了单变型的向列相液晶材料。通过调节氢键给体和受体的柔性烷氧基链的数目,可得到盘状液晶,研究了吡啶衍生物和其氯代产物的液晶性质,发现了具有典型的柱状相。对于光致变色液晶,除了液晶性质,还检测了紫外吸收,在254nm的紫外光的照射下,溶液由无色变为浅蓝色,在光照下,又变为无色;在不同的照射时间下,在600nm处出现了新的吸收峰,吸光度也随时间的增加而变大;还检测了部分化合物的荧光。