[发明专利]一种2位-非对称酯基刚性基团取代苯并菲类盘状液晶及其合成方法与应用

说明书

本发明公开了一种2位‑非对称酯基刚性基团取代苯并菲类盘状液晶，本发明还公开了其制备方法及应用，该苯并菲类盘状液晶采用2‑羟基‑3,6,7,10,11‑五烷氧基苯并菲与对应的环状刚性基团化合物反应制得。且该苯并菲盘状液晶产物的合成方法简单，易制成，产率高，同时具有污染较小的优势；且所得化合物其具有优异的液晶性能、成膜性能、电荷及载流子传输性能，能够广泛用于光电器件及OLED显示屏上。

技术领域

本发明涉及含盘状液晶基团的高分子化合物及其制备的技术领域，具体涉及一种2位-非对称酯基刚性基团取代苯并菲类盘状液晶及其合成方法与应用。

背景技术

1977年印度科学家Chandrasekhar首次合成发现了盘状液晶材料，而后，诸多盘状液晶材料如雨后春笋般涌现出来：譬如卟啉、酞菁、六苯并蔻、苯并菲等等及其衍生物。盘状液晶一般具有如下结构与性能：由一个大的芳香硬核桥接若干柔性脂肪链形成硬的内核和软的外层结构，其可以通过芳香硬核之间的π-π堆叠自组装形成柱状相或者近晶相，该结构有利于提高载流子传输速率，从而成为优秀的电荷传输材料潜在候选者。

苯并菲作为盘状液晶材料是1978年首次合成，其优异的光电导性能于1994年被D.Haarer等人在 Nature上首次报道。其后，由于其成本低廉、纯化简易、相态结构丰富、在电极间易于自发有序排列、热学稳定性良好和电荷传输性能优秀等特点作为光电子材料在光电器件例如OLED、OPC、TFT以及Solar Cell中展示出了广泛的应用前景。

当前，国内外关于苯并菲类液晶的种类相对较少，且大都采用了较为复杂的制备工艺，因此获得具有优异性能的苯并菲类盘状液晶材料及其简便高效的制备方法，已经成为了该领域发展的迫切需要。而现有的苯并菲类液晶的柱状相仅在较高温度下才能稳定存在，在室温下趋于多晶。而多晶材料中晶界处广泛存在的缺陷会捕获大量的电荷载流子，使得其不存在光电导，进而严重阻碍其实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有非对称酯基刚性基团取代的新型苯并菲类盘状液晶及其合成方法，可用作光电元件的电荷传输有机薄膜材料以及OLED显示屏功能层上载流子传输材料。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种2位-非对称酯基刚性基团取代苯并菲类盘状液晶，其特征在于具有通式(I)所示的化学结构：

如附图16，其为酯基刚性基团取代位在2位，通式(I)中，R₁代表碳原子数在3-12的烷基链，R₂代表的是叔丁基或环状刚性基团。

在本发明一实施例中，所述环状刚性基团为脂环烃基。

优选的，所述脂环烃基可以为具有3至11个碳原子的单环烃基，进一步优选为具有3至8个碳原子的单环烃基。所述单环烃基为环烷烃或环烯烃或环炔烃，进一步，环烷烃优选环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷或环辛烷。

优选的，所述脂环烃基也可以为双环或多环烃基。多环烃基优选金刚烷。

在本发明另一实施例中，所述环状刚性基团为杂环化合物基团。所述杂环化合物基团包括O、N、S原子中的一种或多种。进一步，杂环化合物优选为五元杂环和六元杂环化合物。五元杂环化合物优选为呋喃、噻吩、吡咯。六元杂环化合物优选为吡啶、吡喃。

2位-非对称单酯刚性基团取代苯并菲类盘状液晶的合成步骤，具体如下：