桿狀型液晶之設計與合成

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姓名

李思燁(Ssu-Yeh Li) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

桿狀型液晶之設計與合成
(Designed and synthesized with calamitic mesogens)

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摘要(中)

本篇主要藉由引入一OH官能基及取代硬端結構，去探討分子間作用力的增加，及改變側鏈基碳數，對於液晶相形成所產生之影響。所有化合物經由1H-NMR、13C-NMR與元素分析鑑定其結構及純度；液晶相性質則是利用偏光顯微鏡(POM)來對相的種類作初步觀察，再以熱微差掃描分析儀(DSC) 測量相變化之溫度與熱焓值，變溫粉末繞射儀(XRD)量測液晶相之特徵峰，進一步判定液晶相種類。
系列一合成一系列由salicyladimines衍生出的配位基，並分別與
Pd2+ 、 VO2+和Cu2+金屬進行配位後，形成含有單及雙金屬的錯合物，配位基與單金屬錯合物皆具有SmA相。並與文獻化合物比較其液晶相性質。
系列二合成以不對稱pyrazole結構為中心之液晶分子，與Cu2+、Al3+金屬分別形成四配位與六配位之錯合物，配位基與錯合物呈現SmA、SmC或兩者皆有的液晶相。而與文獻化合物比較後，顯示硬端比例的增加，的確有助於液晶相的形成。
系列三合成oxadiazole和thiadiazole之衍生物，由實驗數據得知，oxadiazole衍生物，具有短範圍的N或SmC相；而thiadiazole衍生物則具有較廣範圍的N/SmA/SmC相。

摘要(英)

In this thesis, we investigated the relationship between inter-molecular interactions and mesomorphic properties through substitution partial structures. All compounds were characterized by 1H, 13C-NMR spectroscopy and element analysis. The phase behaviors of these compounds were studied by polarized optical microscopy (POM), differential scanning calorimetry (DSC), powder X-ray diffraction (XRD).
Ligand 2a were derivated from salicyladimines. Pd2+ and VO2+ ions formed mononuclear complexes (1a, 1b), whereas, Cu2+ ion formed binuclear complexes (1c) . Series 2a, 1a and 1b exhibited SmA phase. We also compared mesomorphic properties with similar structures.
Ligand 4a were derivated from unsymmetric pyrazoles. Froming four coordination complexes (3a) with Cu2+ ions, whereas, Al3+ ions fromed six coordination complexes (3b). Ligands and complexes exhibited smectic phase. Compared with similar structures, we proved that it is helpful for formation of mesophase by increasing rigid core proportion.
Finally, series 6a and 6b were oxadiazole and thiadiazole derivatives. 6a exhibited a short range of nematic (N) or smectic C (SmC) mesophases. The thiadiazole derivatives, 6b, formed nematic (N), smectic A (SmA) and smectic C (SmC) phases over a wide range of temperatures.

關鍵字(中)

★ 桿狀型液晶

關鍵字(英)

★ calamitic mesogen
★ SmA
★ SmC
★ N phase

論文目次

摘要 I
Abstract II
謝誌 III
目錄 IV
圖目錄 IX
表目錄 XIV
第一章緒論 1
1-1 液晶的起源及簡介 2
1-2 液晶相形成之要件 2
1-3 有機液晶和無機液晶的差異 7
1-4 無機液晶的設計與分類 7
1-5 無機液晶的特性[9] 8
1-6 液晶的分類 10
1-7 研究動機 16
1-7-1 系列一 16
1-7-2 系列二 17
1-7-3 系列三 18
第二章實驗部分 20
2-1實驗藥品 21
2-2 儀器設備 23
2-3實驗流程 27
2-3-1 化合物結構與相對應代號一覽表 27
2-3-2 系列一之實驗流程 29
2-3-3 系列二之一實驗流程 30
2-3-4 系列二之二實驗流程 31
2-3-5 系列三之實驗流程 32
2-4 實驗步驟 33
2-4-1 系列一之合成 33
2-4-2 系列二之一之合成 40
2-4-3 系列二之二之合成 51
2-4-4 系列三之合成 52
第三章結果與討論 63
3-1 化合物之結構鑑定 64
3-1-1 系列一、系列二與系列三之元素分析 64
3-2 系列一液晶性質之探討 66
3-2-1 2a光學紋理之探討 66
3-2-2 2a熱分析結果之探討 67
3-2-3 類似結構之熱分析結果比較 69
3-2-4 2a系列之變溫X-ray繞射 70
3-2-5 2a系列之排列探討 71
3-2-6 1a光學紋理之探討 73
3-2-7 1a熱分析結果之探討 75
3-2-8 類似結構之熱分析結果比較 76
3-2-9 1a系列之變溫X-ray繞射 77
3-2-10 1a系列之單晶結構與排列探討 78
3-2-11 1b光學紋理之探討 86
3-2-12 1b熱分析結果之探討 87
3-2-13 類似結構之熱分析結果比較 89
3-2-14 1c光學紋理之探討 90
3-2-15 1c熱分析結果之探討 91
3-2-16 類似結構之熱分析結果比較 92
3-2-17 1c (n = 16)之EPR研究 92
3-2-18 1c (n = 16)之電化學性質探討 95
3-2-19 IR光譜數據分析 96
3-3 系列二液晶性質之探討 98
3-3-1 4a光學紋理之探討 98
3-3-2 4a熱分析結果之探討 99
3-3-3 類似結構之熱分析結果比較 100
3-3-4 4a系列之變溫XRD與排列探討 101
3-3-5 3a光學紋理之探討 106
3-3-6 3a熱分析結果之探討 106
3-3-7 類似結構之熱分析結果比較 107
3-3-8 3a系列之變溫XRD與排列探討 108
3-3-9 3b光學紋理之探討 111
3-3-10 3b熱分析結果之探討 112
3-3-11 類似結構之熱分析結果比較 113
3-4 系列三液晶性質之探討 115
3-4-1 6a光學紋理之探討 115
3-4-2 6a熱分析結果之探討 116
3-4-3 6b光學紋理之探討 117
3-4-4 6b熱分析結果之探討 119
3-4-5 類似結構之熱分析結果比較 120
3-4-6 6b系列之變溫XRD與排列探討 121
3-4-7 6a與6b發光性質探討 122
3-5 結論 124
3-5-1 系列一 124
3-5-2 系列二 124
3-5-2 系列三 125
參考文獻 126
附圖 129

參考文獻

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34. 胡惠美，碩士論文，中央大學化學研究所，民國九十二年。
35. 黃啟舜，碩士論文，中央大學化學研究所，民國九十五年。

指導教授

賴重光(Chung-kung Lai)

審核日期

2010-7-20

推文