[发明专利]含咔唑的盘状液晶化合物及其制备方法

说明书

本发明涉及基于10‑辛基2,3,6,7,13,14,17,18‑八（烷氧基）‑10H‑双菲并[9,10‑b:9',10'‑h]咔唑的稠合，含咔唑的盘状液晶三联体化合物的取代和9‑辛基‑2,7‑二（3',4,4',5‑四（烷氧基）‑[1,1'‑联苯]‑2‑基）‑9H‑咔唑的取代。其特征在于具有通式（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）所示的结构。其中R₁为C₆~C₁₆的烷基链，R₂为C₁~C₁₆的烷基链。上述通式（Ⅰ）化合物在较宽的温度范围内能自组装成六方柱状液晶中间相。通式（Ⅱ）在一定的温度范围内能自组装成柱状液晶中间相以及向列相。本发明还提供了一种具有通式（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）所示的结构制备方法。通式（Ⅰ）中化合物可通过通式（Ⅲ）中化合物在FeCl₃分子内氧化关环获得。

技术领域

本发明涉及一种含咔唑盘状液晶化合物及其制备方法，10-辛基2,3,6,7,13,14,17,18-八（烷氧基）-10H- 双菲并[9,10-b:9' ,10'-h]咔唑和含咔唑的盘状液晶三联体化合物。

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纳米微结构的材料。是一种具有π键共轭的平面盘状分子，早期主要应用于相位补偿薄膜中，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。这为一维电荷载体体系提供独特的可能性。电子的相互作用以及电子迁移速率的影响，使得其沿着列的叠加周期比柱间距离短得多。因此，盘状液晶在分子电子学、光电学、光电导性、光伏和电致发光装置等领域的应用中，盘状液晶被认为是有前途的有机半导体。然而，高分子液晶中间相的柱状内堆积由于拓扑缺陷、热波动、和分子扩散等也会对电荷载子流动效率的参数造成一定的影响。这些属性的改进需要通过非常稳定的传感器材料、合适的温度以及理想的操作环境等各种方法达到想要的分子排序方式，使反应方便处理，从而提高了电荷迁移的性能。

由于咔唑作为电致发光显示器的发光材料的潜在应用，近期许多研究致力于发光π-共轭聚合物的合成。因为咔唑具有极高的发光效率，极好的热稳定性，通过化合的改变和共聚，使具有灵活多变的物理性质，在常见的有机溶剂中具良好的溶解性，所以在与之相关的π键连接聚合物中，尤其是多聚氟烯聚合物和派生物作为非常有前途的发光二极管的材料（LEDs）具有很大的吸引力。

在过去的20年里，有机聚合物发光二极管(OLEDs / PLEDs)的研究主要集中在工业方面和学术方面的研究。其中，一个主要问题是LEDs的凝聚态发光聚合物的发光是聚集诱导浓缩猝灭状态，这是一种很受重视的红色光发光材料。站在一个化学的角度，通过设计位阻效应发光材料或许可以解决这样的问题。然而咔唑通过与联苯偶联稠合以及与三氟甲磺酸酯苯并菲的偶联来扩展p共轭共平面形成的功能材料的报道仍在少数。

发明内容

基于此提供了一种含咔唑的盘状液晶化合物的制备方法。研究表明，该类化合物在合成上主要是通过Suzuki偶联得到的。以2-溴-3',4,4' ,5-四（烷氧基）-1,1'-联苯位原料，与硼酸二频哪醇酯发生Suzuki偶联后进行关环。以及以单羟基苯并菲为原料，首先通过与三氟甲磺酸酐在三乙胺作碱的条件下发生取代反应，其次由于三氟甲磺酸为一个很好的离去基团，可以与硼酸二频哪醇酯发生Suzuki偶联。因此通过简单的取代，偶联反应，合成我们想要的含咔唑结构和苯并菲的化合物。不仅合成路线简短，且苯并菲为液晶基元，咔唑为良好的发光基元，所以本系列的化合物结合了液晶基元和发光基元，合成既具有液晶性又具有发光性能的含咔唑结构的化合物。可以在很宽的温度范围内形成稳定的六方柱状相和向列相，是一种良好的介晶体。同时该类化合物具有良好的发光性能。

此外，还有必要提供含咔唑的盘状液晶化合物的制备方法。