以3-hydroxy-2-(4-alkoxyphenyl)acrylaldehydes為架構之新穎無機液晶材料

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陳俊蓉(Chun-Jung Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

以3-hydroxy-2-(4-alkoxyphenyl)acrylaldehydes為架構之新穎無機液晶材料
(Metallomesogens derived from 3-hydroxy-2-(4-alkoxyphenyl)acrylaldehyde Derivatives)

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摘要(中)

我們成功合成出由(Z)-3-hydroxy-2-(4-alkoxyphenyl) acrylaldehydes 所衍生而來之一系列錯合物分子 (Cu, Pd)；同時，我們也利用NMR、DSC、POM 等儀器做化學與物理性質的鑑定。系列1d之雙金屬錯合物同時有層列狀液晶以及向列狀液晶，然而液晶相的形成會受到末端的碳鏈鏈長所影響。除此之外，改變系列1c配位基之imine使之具有層列狀液晶原，可惜的是在加入金屬 (Cu, Pd) 形成錯合物時，因為分子間多種氫鍵的關係，使之在較高溫度有嚴重熱裂解情況發生。最後，在系列二中，嘗試將1, 3,- diamino-2-hydroxypropane 作為連接基，並且與雙銅金屬配位。隨著中心核末端碳鏈支數的改變，液晶相的種類也隨之改變。當改變末端碳鏈支數為兩支 (系列3a) 與五支 (系列3b) 時，其錯合物分別有層列狀液晶與盤狀液晶產生。

摘要(英)

New ligands derived from (Z)-3-hydroxy-2-(4-alkoxyphenyl) acrylaldehydes and their corresponding neutral complexes with CuII and PdII are described. All compounds were characterized by 1H-NMR and 13C-NMR spectroscope. All compounds in 1d exhibited smectic A and nematic mesophases and the formation of mesophases was found to be sensitive to the number of carbon length of the side chains. The results indicated that copper (II) complexes with carbon length of n = 8 and 10 exhibited a nematic (N) mesophases, however, complexes with carbon length of n = 12, 14 and 16 showed a smectic A (SmA) mesophase. In addition, weak intramolecular or intermolecular hydrogen bondings in 1c led to smectic A mesophases and all of metal complexes (1c) decomposed at high temperature.
Finally, we used 1, 3,-diamino-2-hydroxypropane as a linking group and coordinate with a pair of copper metals. These molecules all have total two (3a) or five alkoxy sidechains (3b) appended around the central core. The mesomorphic behaviors exhibited were found to be dependent on the sidechain density. All compounds in 3a exhibited smectic mesophases, however, compounds in 3b exhibited hexagonal columnar phases (Colh), which were characterized by optical textures and confirmed by powder X-ray diffraction.

關鍵字(中)

★ 無機液晶

關鍵字(英)

★ Metallomesogen

論文目次

目錄
中文摘要 II
Abstract III
謝誌 IV
目錄 V
圖目錄 XI
表目錄 XVIII
第一章緒論 1
1-1 前言 2
1-2 液晶簡介 2
1-3 液晶分類 5
1-3-1以液晶形成原因分類 5
1-3-2以液晶分子之形狀分類 6
1-3-3以金屬之有無分類 8
1-4 無機液晶 9
1-4-1 無機液晶之特性 10
1-4-2 無機液晶之設計 12
1-5 研究動機 25
第二章實驗部分 31
2-1 實驗藥品 32
2-2 儀器設備 34
2-3 實驗流程 38
2-3-1系列一之實驗流程 38
2-3-2系列二之實驗流程 40
2-4 實驗步驟 41
2-4-1 系列一之合成步驟 41
2-4-2 系列二之合成步驟 63
第三章結果與討論 66
3-1化合物合成反應機構之探討 67
3-1-1水解反應 67
3-1-2醚化反應 68
3-1-3 Schiff Base reaction 69
3-2論文之結構與代號 70
3-2-1 系列一之結構與代號 70
3-2-2 系列二之結構與代號 71
3-3 化合物之結構鑑定 72
3-4 系列一配位基2a~2c之探討 72
3-4-1 系列一配位基2a~2c之元素分析及質譜鑑定 72
3-4-2 系列一配位基2a~2c光學紋理之探討 73
3-4-3 系列一配位基 2a~2c 熱分析結果之探討 75
3-4-4 系列一配位基 2c (n = 12, n = 16) 之變溫 X-ray 繞射 77
3-4-5 系列一配位基 2c 之分子排列探討 78
3-4-6 系列一配位基 2a 與 2a’ 之探討 81
3-5 系列一錯合物 1a 與 1a’ 之探討 82
3-5-1 系列ㄧ錯合物1a 與 1a‘ 之元素分析及質譜鑑定 82
3-5-2 系列ㄧ錯合物 1a 與 1a‘ 之光學紋理探討 82
3-5-3 系列一錯合物 1a 與 1a‘ 之熱分析結果探討 83
3-5-4 系列一錯合物 1a (n=8) 之單晶結構探討 84
3-6 系列一錯合物 1b 之探討 89
3-6-2 系列ㄧ錯合物 1b 之光學紋理探討 89
3-6-3 系列一錯合物 1b 之熱分析結果探討 90
3-6-4 系列ㄧ錯合物 1b (n = 16) 之變溫 X-ray 繞射 91
3-6-5 系列一錯合物 1b (n = 8) 之單晶結構探討 91
3-6-6 系列一錯合物 1b (n=16) 之單晶結構探討 95
3-7 系列一錯合物 1c 之探討 97
3-7-1 系列ㄧ錯合物1c 之元素分析鑑定 97
3-7-2 系列ㄧ錯合物 1c 之光學紋理探討 98
3-7-3 系列一錯合物 1c 之熱分析結果探討 99
3-7-4 系列ㄧ錯合物 1c 之變溫 X-ray 繞射 101
3-7-5 系列一錯合物 1c (n = 8) 之單晶結構探討 101
3-7-6 系列一錯合物 1a (n = 8)、1b (n = 8)、1c (n = 8) IR 探討 106
3-7-7 系列一錯合物 1a (n = 8)、1b (n = 8)、1c (n = 8) 單晶比較 107
3-7-8 錯合物 1f (n = 8)、1g (n = 8)、1c (n = 8) 單晶比較 110
3-8 系列一錯合物 1d (M = Cu) 之探討 112
3-8-1 系列ㄧ錯合物1d (M = Cu) 之元素分析及質譜鑑定 112
3-8-3 系列ㄧ錯合物 1d (M = Cu) 熱分析結果之探討 115
3-8-5 系列一錯合物 1d (M = Cu, n = 4) 之單晶結構探討 121
3-8-6 系列一錯合物 1d (M = Cu) 之分子排列探討 125
3-9 系列一錯合物 1d (M = Pd) 之探討 127
3-9-1 系列ㄧ錯合物1d (M = Pd) 之元素分析及質譜鑑定 128
3-9-2 系列ㄧ錯合物 1d (M = Pd) 之光學紋理探討 128
3-9-3 系列ㄧ錯合物 1d (M = Pd) 熱分析結果之探討 129
3-9-4 系列ㄧ錯合物 1d (M = Pd) 之變溫 X-ray 繞射 131
3-9-5 系列一錯合物 1d (M = Pd, n = 8) 之單晶結構探討 131
3-9-6 系列一錯合物 1d (M = Cu, n = 4)、1d (M = Pd, n = 8) 單晶比較 135
3-10 系列一錯合物 1e 之探討 136
3-10-1 系列ㄧ錯合物 1e 之元素分析及質譜鑑定 137
3-10-2 系列ㄧ錯合物 1e 之光學紋理探討 137
3-10-3 系列一錯合物 1e 之熱分析結果探討 137
3-10-4 系列一錯合物 1d (M = Cu) 與 1e 之光學性質比較 138
3-11 系列二配位基 4 之探討 139
3-11-1 系列二配位基 4 之光學紋理探討 139
3-11-2 系列二配位基 4 之熱分析結果探討 139
3-12 系列二錯合物 3a 之探討 140
3-12-1 系列二錯合物 3a 之元素分析及質譜鑑定 140
3-12-2 系列二錯合物 3a 之光學紋理探討 141
3-12-3 系列二錯合物 3a 熱分析結果之探討 142
3-12-4 系列二錯合物 3a 之變溫 X-ray 繞射 144
3-12-5 系列二錯合物 3a (n = 4) 之單晶結構探討 145
3-12-6類似結構化合物之比較 147
3-13 系列二錯合物 3b 之探討 149
3-13-1 系列二錯合物 3b 之元素分析及質譜鑑定 150
3-13-2 系列二錯合物 3b 之光學紋理探討 150
3-13-3 系列二錯合物 3b 熱分析結果之探討 152
3-13-5類似結構化合物之比較 155
3-14 結論 158
3-14-1 系列一之結論 158
3-14-2 系列二之結論 159
參考文獻 160
附圖 165
附表 193

參考文獻

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指導教授

賴重光(Chung-Kung Lai)

審核日期

2012-1-31

推文