● 摘要
苯并噁唑类衍生物具有特殊的光化学性能，近年来在生物活性、非线性光学、有机发光二极管、聚合材料、液晶等领域广泛应用。苯并噁唑作为构建液晶材料的一类重要致晶单元，由于具有较大的共轭平面结构而备受关注。然而，将苯并噁唑作为液晶末端基团的研究鲜有报道，我们课题组曾在这方面做了一些初步研究，为了进一步明确端基苯并噁唑类液晶材料结构与性能的关系，本论文设计了92个基于联噻吩、含氟联苯的端基苯并噁唑液晶化合物，研究了致晶单元结构、末端取代基的极性、烷 (氧) 基链的长度、侧向氟取代基对该类液晶的热行为、光谱性能和光电性能的影响。具体内容如下：
(1) 以联噻吩为原料，经烷基化、甲酰化、Knoevenagel缩合、环氧化四步反应，合成了12个联噻吩基苯并噁唑液晶化合物nTBx，收率38-48 %，HPLC纯度98 %以上，结构经1H-NMR、IR、MS和EA确认。热行为研究表明，nTBx液晶相区较窄 (0-61 oC)，分析认为可能是由于联噻吩的非线性结构和低对称性不利于液晶相的稳定。与联苯相比，联噻吩表现出较好的共平面结构导致其紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱发生显著红移。
(2) 以2,6-二氟-4-溴苯酚为原料，经Williamson醚化、Suzuki偶联、Knoevenagel缩合、环氧化四步反应，合成了24个基于3’,5’-二氟联苯的苯并噁唑液晶化合物nPF(35)PBx，收率56-74 %，HPLC纯度98 %以上。性能研究表明，侧向3’,5’-二氟取代基的引入降低了熔点和清亮点，使得液晶相区间变窄，然而UV-vis和FL发生红移，且强度增大；末端取代基有利于液晶相的形成和稳定，其中吸电子取代基 (NO2、Cl) 可提高清亮点；烷 (氧) 基链的增长可降低熔点和清亮点，压缩向列相区间。
(3) 分别以2-氟-4-溴苯酚、对碘苯酚为原料通过Suzuki偶联等反应，合成了两系列56个单氟联苯基化合物nPF(3)PBx和nPPF(3)Bx，收率分别为64-81 %和58-65 %，HPLC纯度均在98 %以上，结构经1H-NMR、IR、MS和EA得到确认。与氟取代基在外环的nPF(3)PBx相比，氟取代基在内环的nPPF(3)Bx熔点更低、相变区间更宽、紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱均发生红移。
(4) 以4’-戊基联苯腈 (5CB) 和含氟联苯基苯并噁唑为基础配方进行光电性能测试，利用外推法计算各单体数据。结果表明该类苯并噁唑液晶具有较大的双折射率 (Δn为0.356-0.483)；内环单氟系列介电各向异性Δε在11.31以上，氯取代最大可达23.48。介电各向异性随着侧向氟原子个数增加而降低。
(5) 氟代联苯基苯并噁唑的中间体席夫碱部分具有液晶相，末端取代基分别为NO2、Cl、CH3、H的化合物液晶相区间依次加宽；烷氧基链的增长有利于席夫碱液晶相的形成。