一种基于C3对称性结构的发光液晶材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种基于C3对称性结构的发光液晶材料及其制备方法，所述发光液晶材料的结构通式为

A Luminescent Liquid Crystal Material Based on C3 Symmetry Structure and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种基于C3对称性结构的发光液晶材料及其制备方法
本专利技术涉及发光液晶材料领域，尤其涉及一种基于C3对称性结构的发光液晶材料及其制备方法。
技术介绍
液晶作为一种特殊的功能材料，随着显示技术的发展，已经深入到各行各业和社会生活的各个方面；但传统液晶材料本身不发光，应用于液晶显示时，一般需要背光源、偏振片、滤色膜，从而大大降低了显示器的亮度和能效。传统荧光分子一般为碳氢芳香化合物，这些高度共轭的分子在溶液体系中发出强烈的荧光，但是当溶液浓度过高或者聚集析出时，通常会导致荧光强度的急剧下降甚至完全不发光，这种现象被称为聚集导致淬灭(Aggregation-CausedQuenching，简称ACQ)。为解决传统发光材料的ACQ现象，2001年，唐本忠等在研究苯基噻咯时发现聚集诱导发光(Aggregation-inducedemission，AIE)效应，随后又报道了聚集诱导发光增强(Aggregation-inducedenhancedemission,AIEE)效应；AIE/AIEE效应能有效地克服发光材料的荧光淬灭问题。将具有AIE/AIEE效应的基团引入液晶分子的设计，将有望获得发光液晶材料；但目前具有发光特性的液晶分子在设计与合成上仍然面临很大的挑战。首先，在液晶分子结构中引入功能性发光基团以后很难保持其原有的液晶性；其次，很多发光基团引入液晶分子得到的化合物以后仅在稀溶液中能发出很强的光，原有AIE/AIEE效应不再保持。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于C3对称性结构的发光液晶材料及其制备方法，旨在解决现有的制备方法制得的发光液晶材料不能兼具液晶性和AIE/AIEE效应的问题。本专利技术的技术方案如下：一种基于C3对称性结构的发光液晶材料，其中，所述发光液晶材料的结构通式为其中，Ar为R选自碳原子数为6～12的烷基中的一种。所述的基于C3对称性结构的发光液晶材料，其中，R为n-C6H13或n-C12H25。一种如上所述的基于C3对称性结构的发光液晶材料的制备方法，其中，包括步骤：A、中间体1的制备，所述中间体1的结构式为惰性气体保护下，将溶于第一有机溶剂中，冰浴条件下边搅拌边将三氟甲基磺酸缓慢加入反应液，接着搅拌0.5～2h；自然恢复至室温，然后加热回流进行搅拌反应；反应完全后用饱和的NaHCO3水溶液淬灭反应，过滤，洗涤滤饼，干燥，所得固体经重结晶，即得Ar为的中间体1；惰性气体保护下，将钯催化剂加入第二有机溶剂中，加热至回流；边搅拌边注入K3PO4水溶液，接着110℃下进行搅拌反应，反应完全后冷至室温，浓缩，柱层析分离，得到Ar为的中间体1；B、中间体2的制备，所述中间体2的结构式为将K2CO3、四丁基溴化铵溶于第三有机溶剂中，加热至回流进行搅拌反应；接着将溶于第三有机溶剂并缓慢注入反应液中，继续回流搅拌，反应完全后冷至室温，过滤，浓缩滤液，柱层析分离得到中间体2；C、发光液晶材料的制备：中间体1与中间体2溶于混合溶剂中，分批加入无机碱，室温下进行搅拌反应，反应完全后加入稀盐酸将反应液调至中性，除去溶剂，萃取，对有机相浓缩，柱层析分离，重结晶即得。所述的基于C3对称性结构的发光液晶材料的制备方法，其中，步骤A中，所述惰性气体为氮气或氩气；所述第一有机溶剂为氯仿；所述第二有机溶剂为1,4-二氧六环。所述的基于C3对称性结构的发光液晶材料的制备方法，其中，步骤A中，所述与三氟甲基磺酸的摩尔比为1:3～3.5。所述的基于C3对称性结构的发光液晶材料的制备方法，其中，步骤A中，所述钯催化剂为Pd(PPh3)2Cl2或Pd(PPh3)4。所述的基于C3对称性结构的发光液晶材料的制备方法，其中，步骤A中，所述钯催化剂、K3PO4的摩尔比为1:3.3～4.0：0.05～0.2。所述的基于C3对称性结构的发光液晶材料的制备方法，其中，步骤B中，所述第三有机溶剂为丙酮；所述K2CO3、四丁基溴化铵、的摩尔比为1:4～8：0.1～0.2：1～1.1。所述的基于C3对称性结构的发光液晶材料的制备方法，其中，步骤C中，所述混合溶剂为体积比为2～3:1的无水乙醇与四氢呋喃的混合溶剂。所述的基于C3对称性结构的发光液晶材料的制备方法，其中，步骤C中，所述无机碱为KOH或NaOH。有益效果：本专利技术的发光液晶材料同时具有AIE/AIEE效应和液晶性，解决了传统发光材料的ACQ现象与聚集、自组装是形成液晶相的前提之间的矛盾，其应用于液晶显示器件，将能简化器件结构，增加亮度、对比度和能效，有望使液晶显示器变得更薄、更轻、更节能；本专利技术的发光液晶材料还具有力致变色性质，为进一步拓宽它的用途提供了可能。本专利技术的发光液晶材料的制备方法简单，易于实现。附图说明图1为本专利技术实施例2制得的Z1-1的液晶性表征图，包括：1(a)为Z1-1的TGA图；1(b)为以不同速率升降温测得的Z1-1的DSC曲线；1(c)为降温过程中Z1-1在206℃时的液晶织构图；1(d)为升温过程中Z1-1在200℃时的液晶织构图。本专利技术实施例2制得的Z1-1(Z1-1的浓度均为1.0×10-5M)的发光性表征图包括：图2为不同水含量的H2O-THF混合体系中Z1-1的紫外-可见吸收光谱；图3为不同水含量的H2O-THF混合体系中Z1-1的荧光发射光谱，激发波长为365nm；图4为不同水含量的H2O-THF混合体系中Z1-1的荧光倍率变化图。图5为本专利技术实施例3制得的Z1-2的液晶性表征图，包括：5(a)为Z1-2的TGA图；5(b)为以20℃/min的速率升降温测得的Z1-2的DSC曲线；5(c)为降温过程中Z1-2在195℃时的液晶织构图；5(d)为升温过程中Z1-2在105℃时的液晶织构图。图6为本专利技术实施例3制得的Z1-2(Z1-2的浓度均为1.0×10-5M)的发光性表征图，包括：6(a)为不同水含量的H2O-THF混合体系中Z1-2的紫外-可见吸收光谱；6(b)为不同水含量的H2O-THF混合体系中Z1-2的荧光发射光谱，激发波长为365nm；6(c)为不同水含量的H2O-THF混合体系中Z1-2的荧光倍率变化图。图7为本专利技术实施例4制得的Z2-1的液晶性表征图，包括：7(a)为Z2-1的TGA图；7(b)为以20℃/min的速率升降温测得的Z2-1的DSC曲线；7(c)为降温过程中Z2-1在160℃时的液晶织构图；7(d)为升温过程中Z2-1在155℃时的液晶织构图。图8为本专利技术实施例4制得的Z2-1(浓度均为1.0×10-5M)的发光性表征图，包括：8(a)为不同水含量的H2O-THF混合体系中Z2-1的紫外-可见吸收光谱；8(b)为不同水含量的H2O-THF混合体系中Z2-1的荧光发射光谱，λex＝365nm；8(c)为不同水含量的H2O-THF混合体系中Z2-1的荧光倍率变化图。图9为为本专利技术实施例5制得的Z2-2的液晶性表征图，包括：9(a)为Z2-2的TGA图；9(b)为以20℃/min的速率升降温测得的Z2-2的DSC曲线；9(c)为降温过程中Z2-2在85℃时的液晶织构图。图10为本专利技术实施例5制得的Z2-2(浓度均为1.0×10-5M)的发光性表征图，包括：10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于C3对称性结构的发光液晶材料，其特征在于，所述发光液晶材料的结构通式为

【技术特征摘要】
1.一种基于C3对称性结构的发光液晶材料，其特征在于，所述发光液晶材料的结构通式为其中，Ar为R选自碳原子数为6～12的烷基中的一种。2.根据权利要求1所述的基于C3对称性结构的发光液晶材料，其特征在于，R为n-C6H13或n-C12H25。3.一种如权利要求1或2所述的基于C3对称性结构的发光液晶材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：A、中间体1的制备，所述中间体1的结构式为惰性气体保护下，将溶于第一有机溶剂中，冰浴条件下边搅拌边将三氟甲基磺酸缓慢加入反应液，接着搅拌0.5～2h；自然恢复至室温，然后加热回流进行搅拌反应；反应完全后用饱和的NaHCO3水溶液淬灭反应，过滤，洗涤滤饼，干燥，所得固体经重结晶，即得Ar为的中间体1；惰性气体保护下，将钯催化剂加入第二有机溶剂中，加热至回流；边搅拌边注入K3PO4水溶液，接着110℃下进行搅拌反应，反应完全后冷至室温，浓缩，柱层析分离，得到Ar为的中间体1；B、中间体2的制备，所述中间体2的结构式为将K2CO3、四丁基溴化铵溶于第三有机溶剂中，加热至回流进行搅拌反应；接着将溶于第三有机溶剂并缓慢注入反应液中，继续回流搅拌，反应完全后冷至室温，过滤，浓缩滤液，柱层析分离得到中间体2；C、发光液晶材料的制备：中间体1与中间体2溶于混合溶剂中，分批加入无机碱，室温下进行搅拌反应，反应完全后加入稀盐酸将反...

【专利技术属性】
技术研发人员：余振强，孟振功，欧阳旭，付阔，韦卓勋，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44