三明治型酞菁類配合物的液晶性質(zhì)研究.pdf

1、酞菁及其類似物因?yàn)槠湓诠鈱W(xué)記錄、非線性光學(xué)應(yīng)用、光吸收、電子傳導(dǎo)、光電導(dǎo)、能量轉(zhuǎn)化、電極、化學(xué)傳感器和催化等多方面的功能，吸引了廣泛的關(guān)注。柱形盤(pán)狀的中間相液晶分子在半導(dǎo)和光導(dǎo)裝置，發(fā)光二極管和傳感器方面有極大的應(yīng)用潛力。酞（萘）菁，作為盤(pán)狀芳香環(huán)，能容易的被各種各樣的長(zhǎng)鏈烷硫基、烷氧基和甲氧基取代，可以從晶體材料轉(zhuǎn)變成液晶材料。側(cè)鏈取代的酞菁衍生物通常形成一個(gè)超分子體，顯示出其柱狀液晶相性質(zhì)，為結(jié)合酞菁的光電性質(zhì)和傳統(tǒng)的液晶體系的定向

2、控制提供可能。另外，光致變色化合物由于其在光能記憶、信息存儲(chǔ)、涂料、顏料以及相關(guān)工業(yè)中的潛在應(yīng)用價(jià)值而越來(lái)越受到重視。近年來(lái)，設(shè)計(jì)和合成具有全新結(jié)構(gòu)或有利于實(shí)際應(yīng)用的這類物質(zhì)已成為一個(gè)很熱門(mén)的領(lǐng)域。 我們的研究工作主要集中在以下幾個(gè)方面： 1、三明治型二層[3，4，12，13，21，22，30，31-八（十二烷硫基）取代]-2，3-萘菁稀土配合物的合成、譜學(xué)表征和液晶性質(zhì)研究 一系列三明治型二層[3，4，12，1

3、3，21，22，30，31-八（十二烷硫基）取代]-2，3-萘菁稀土配合物M[Nc（SC12H25）8]2（M=Nd，Eu，Gd，Tb，Y， Ho，Er）（1-7）是通過(guò)6，7-二（十二烷硫基）-2，3-二氰基萘與稀土的乙酰丙酮鹽M（acac）3·nH2O在DBU的催化下在正辛醇中以回流溫度四聚而成。這一系列三明治型雙層配合物通過(guò)元素分析，各種光譜如紫外可見(jiàn)光譜，近紅外，紅外以及質(zhì)譜進(jìn)行了表征。他們的液晶性質(zhì)通過(guò)偏光顯微鏡（POM）、示

4、差掃描量熱（DSC）和X射線衍射法（XRD）進(jìn)行了研究。這些烷硫基取代的雙層稀土萘菁配合物在很寬的溫度區(qū)間42-243℃內(nèi)，可以形成穩(wěn)定的六角柱狀相液晶態(tài)。液晶相的溫度區(qū)間與配合物中心金屬離子半徑有關(guān)。并且，這些化合物由X射線衍射而測(cè)得的分子堆積也受中心金屬離子半徑的影響。 2、三明治型三層[2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]-酞菁稀土配合物的合成、譜學(xué)表征和液晶性質(zhì)研究 一系列三層[2，3，

5、9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]-酞菁稀土配合物M2[Pc（OC8H17）8]3[M=Eu，Gd，Y， Lu]（1-4）通過(guò)雙層[2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]-酞菁稀土配合物M[Pc（OC8H17）8]2與稀土的乙酰丙酮鹽M（acac）3·nH2O在1，2，4-三氯苯中回流生成。這些化合物通過(guò)元素分析，各種光譜如紫外可見(jiàn)光譜，近紅外，紅外、質(zhì)譜以及核磁進(jìn)行了表征。他們的液晶性質(zhì)通過(guò)

6、偏光顯微鏡（POM）、示差掃描量熱（DSC）和X射線衍射法（XRD）進(jìn)行了研究。這些烷氧鏈取代的化合物在很寬的溫度區(qū)間83-305℃內(nèi)的液晶相為矩形柱狀相。伴隨著鑭系收縮，液晶相的轉(zhuǎn)變溫度和溫度區(qū)間都隨之降低和變小。而且，X射線衍射而測(cè)得的分子的堆積也受中心金屬離子半徑的影響。 3、三明治型[2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]-酞菁類金屬釓配合物的液晶性質(zhì)研究 一系列六個(gè)[2，3，9，10，1

7、6，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]的包含對(duì)稱和不對(duì)稱的雙層和三層的酞菁釓的配合物Gd（Pc）[Pc（OC8H17）8]（1），Gd[Pc（OC8H17）8]2[Pc（OC8H17）8=2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代酞菁]（2），（Pc）Gd（Pc）Gd[Pc（OC8H17）8]（3），（Pc）Gd[Pc（OC8H17）8]Gd（Pc）（4），（Pc）Gd[Pc（OC8H17）8]Gd[Pc（OC8H

8、17）8]（5）和Gd2[Pc（OC8H17）8]3（6）的液晶相變行為通過(guò)偏光顯微鏡（POM）、示差掃描量熱（DSC）和X射線衍射法（XRD）進(jìn)行了研究。他們的熔化溫度與三明治的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，隨著分子層數(shù)的增加和烷氧鏈取代的酞菁在分子中所占比例的增大而提高。液晶相顯示的六角柱狀相或矩形柱狀相也與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，表明了在液晶相的形成過(guò)程中，烷氧鏈的影響和π-π堆積所起的重要作用。另外，這些雙層和三層的酞菁釓的配合物形成的液晶相在經(jīng)過(guò)熱處理

9、和退火后在室溫下顯示出超強(qiáng)的穩(wěn)定性，這也非常有利于其在分子電子器件方面的應(yīng)用。 4、三明治型雙層[2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]酞菁銪配合物的液晶性質(zhì)在OFET中的應(yīng)用 一個(gè)三明治型雙層[2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]酞菁銪配合物Eu[Pc（OC8H17）8]2被設(shè)計(jì)合成并用偏光顯微鏡（POM）、示差掃描量熱（DSC）和X射線衍射法（XRD）的方法研究了它們

10、的液晶性質(zhì)，包括相變溫度，液晶相織構(gòu)類型，分子堆積狀況?；衔镌谄鋬蓚€(gè)液晶區(qū)間69-93℃和93-196℃內(nèi)分別呈現(xiàn)出矩形柱狀相Colr和六角柱狀相Colh。利用其液晶性質(zhì)，用真空鍍膜機(jī)甩膜在經(jīng)過(guò)六甲基硅烷（HMDS）處理的SiO2/Si基片上，應(yīng)用熱處理的方法制備了有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管并研究了它的場(chǎng)效應(yīng)。通過(guò)測(cè)量膜在Colr的分子堆積模式下的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工作I-V曲線，得到了0.07 c㎡ V-1 s-1的遷移率和5.4×102的開(kāi)關(guān)比

11、。 5、新型二噻吩乙烯基四氮雜卟啉與酞菁混雜不對(duì)稱雙層稀土銪配合物的合成、表征及光致變色性質(zhì)研究 一個(gè)新型具有光致變色性質(zhì)的三明治型二噻吩乙烯基四氮雜卟啉和[2，3，9，10，16，17，23，24-八（癸烷氧基）取代]酞菁混雜的不對(duì)稱三明治型雙層稀土銪配合物 EuH（Pz'）（Pc'）[Pz'=Pz（C7H9S）8， Pc'=Pc（OC10H21）8]是通過(guò)Eu（acac）3·nH2O、自由酞菁H2Pc（OC10H22

12、）8和具有光致變色性質(zhì)的配體1，2-二氰基-1，2-二（2’，4’，5’-三甲基-3-噻吩）乙烯用“一步法”合成出來(lái)。配合物通過(guò)元素分析、質(zhì)譜、紫外可見(jiàn)光譜、紅外以及核磁進(jìn)行了表征。電化學(xué)性質(zhì)通過(guò)循環(huán)伏安法（CV）和差分脈沖伏安法（DPV）進(jìn)行了研究，顯示出三個(gè)準(zhǔn)可逆單電子氧化過(guò)程和四個(gè)準(zhǔn)可逆單電子還原過(guò)程，表明對(duì)于高密度存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)這是一個(gè)電活性較高的化合物。其光致變色行為通過(guò)電子吸收光譜進(jìn)行了研究，表明了作為非破壞性讀出信息材料，具有巨