[发明专利]含氮盘状离子液晶化合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含氮盘状离子液晶化合物。该类化合物具有液晶性能，其液晶温度范围宽，清亮点温度高，热稳定性良好，可作为良好的液晶材料。该类化合物还具有发光性能，在溶液中和薄膜时都发黄光，量子效率良好，可作为光学材料。而且该类化合物的前体含氮苯并菲在溶液中发蓝光，量子产率为75%，也可以用作发光材料。本发明还公开了该类化合物的合成方法。该类化合物采用Suzuki偶联反应，分子内芳烃氧化偶联反应、离子化反应、离子交换反应（复分解反应）来合成。这种制备方法合成路线较短，而且产率高。

技术领域

本发明涉及一种含氮盘状离子液晶化合物及其制备方法。

背景技术

离子液晶（ILC）是结合了液晶和离子液体部分性质的功能材料，仅由阳离子和阴离子组成。这样独特的性质使得离子液晶在离子传导材料，有序反应介质，功能纳米材料等方面有广泛的应用前景。离子液晶可以通过改变阴阳离子的种类和大小来调节离子液晶的性质（如液晶范围，发光性等）以适应不同功能的需求。在1938年首次报道了ILC，而到目前为止，大多数ILC的研究主要集中在棒状ILC上，而具有柱状中间相的盘状ILC的有关报道还较少。其原因可能是盘状离子液晶复杂的合成、表征和繁琐的纯化步骤。近年来，盘状离子液晶的研究主要集中在具有软间隔基连接的吡啶鎓或咪唑鎓单元的苯并菲核上，它们显示出有限的化学结构变化和狭窄的中间相范围。因此，亟待通过分子设计、合成新的液晶温度应用范围宽，发光性能好的盘状离子液晶材料。

发明内容

本发明的发明目的就是提供一种新型的盘状离子液晶材料：含氮盘状离子液晶化合物，该类化合物在较宽的温度范围内呈现柱状液晶相，且表现出良好的光学性质。

本发明实现其第一个发明目的，所采用的技术方案是：一种含氮盘状离子液晶化合物，其特征在于，所述化合物具有如下通式I的结构，其中R₁=C_nH_2n+1，n=5，6，7，R₂=C_nH_2n+1，n=1-6，X为无机阴离子或者有机阴离子，如无机阴离子：F^-，Cl^-，Br^-，I^-，NO₃^-，BF₄^-，PF₆^-，SO₄^-，H₂PO₄^-，ClO₄^-，SCN^-，AsF₆^-，有机阴离子：

其中，无机阴离子优选：Br^-，I^-，NO₃^-，BF₄^-，PF₆^-，有机阴离子优选：

与现有技术相比，本发明的通式为I的含氮盘状离子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—R₁、—R₂的长度、阴阳离子的种类和大小 来调节液晶性质，以适应不同功能的需求；

二、 含氮盘状离子液晶表现出与一般盘状离子液晶不同的液晶行为，如易于呈现室温液晶，具有较宽温度应用范围等。实验证明，本发明的物质在常温下呈液晶状态，其相变温度为78 ℃以上，是一种在较宽的温度范围内呈现液晶相的新型液晶材料，具有良好的应用价值和前景；

三、 含氮盘状离子液晶表现出良好的发光性质，在THF溶液和薄膜中发黄光，可应用于发光材料。