Page 63 - 精细化工2019年第10期

第 10 期 潘柔辰，等: BODIPY 荧光二向性液晶染料的制备及性能 ·2029·

二向色性分子不仅需要具有良好的化学稳定性和高 美国 Agilent 公司；F-700 荧光光谱仪，日本 Hitachi
溶解性 [6-7] ，还需要具备高的（大于 0.6）有序参 公司 ； Q2000 差 示 扫 描 量 热分析 仪， 美国 TA
数 [8-9] 。然而，尽管研究者不断地在分子水平上探索 Instruments 公司；材 料液晶相 由带有加 热台
新型二向性染料的结构，但是仍然存在诸多缺陷， （LINKAM-LTS420）的偏光显微镜（OLYMPUS
如结构稳定性差易产生光学异构 [10-11] 、溶解度低导 BX51）测试得到。
致析晶 [12-13] 等，使其无法达到 GH-LCD 的应用要求。 1.2 合成方法
而相比于传统二向性染料，荧光二向性染料不仅对 DC-1 和 DC-2 的合成路线如下。
光存在偏振化吸收，其染料本身所发射的荧光也具
有各向异性 [14] ，因此，利用荧光二向性染料的特点
开发出性能优异的新型二向性结构十分重要。
由于 BODIPY 化合物（结构如下所示）具有
优良的光物理特性 [15-16] ，所以在有机功能材料方
面 [17-18] 应用广泛。以 BODIPY 为母体合成的荧光二
向色性染料，与液晶混合后可以表现出对光吸收和
荧光发射的各向异性；若制备成液晶材料，就能呈
现出不同分子有序度的各种中间相 [19] 。由于氟、氮
等杂原子具有能提高染料的溶解度、介电各向异性
等优点，因此，BODIPY 类荧光二向色性染料可更
大程度地溶于主体液晶，从而获得更高的有序参
数 [20] 。本文旨在合成出兼有二向色性与液晶性质的
BODIPY 染料，以扩展在信息显示领域的应用。

1.2.1 中间体对碘苯甲酰氯的合成
取 2.5 g（10 mmol）对碘苯甲酸加入到 100 mL
为调节液晶性质，混合液晶体系中的分子往往
具有多元柔性环结构 [21-22] ，所以本文将胆甾醇或双 圆底双口烧瓶，用氯化亚砜作溶剂回流反应 2 h。减
压除去多余溶剂，得到白色固体对碘苯甲酰氯 2.1 g，
环己烷结构作为功能性基团修饰在 BODIPY 的 8 位
产率 80%。
上，以诱导含氟的荧光二向性染料 DC-1 和 DC-2 产
1.2.2 8-(4-碘苯基)氟硼吡咯母体（A）的合成
生液晶相，从而与主体液晶更好地匹配相容。
将 3 mL 2,4-二甲基吡咯放入 250 mL 三口瓶中
1 实验部分 并以二氯甲烷作为溶剂，抽真空，用氮气置换 3 次
后加入 2 g（8 mmol）对碘苯甲酰氯，在氮气保护下
1.1 试剂与仪器 常温避光反应 6 h 后，加入 4 mL 经过蒸馏并用分子
胆甾醇、戊基双环己基甲醇、4-乙炔基苯甲酸、 筛干燥过的三乙胺，反应 0.5 h 后加入 9 mL 三氟化
二环己基碳二亚胺（ DCC ）、 4- 二甲氨基吡啶 硼乙醚，TLC〔展开剂为 V（PE）∶V（DCM）= 1∶
（DMAP）、石油醚（PE）、二氯甲烷（DCM）和三 1〕跟踪监测至反应完全。减压除去多余溶剂，红褐
乙胺（TEA）等均为市售 AR 或 CP，未经特殊标注 色固体粗产物过硅胶柱层析，洗脱剂为 V（DCM）∶
则未经特殊处理而直接使用。主体液晶 E7 购买于烟 V（PE）=1∶6，减压除去溶剂得红色固体 1.94 g，
台显华化工科技有限公司。硅胶（200~300 目）由 即为 8-(4-碘苯基)氟硼吡咯母体（A），产率 54%。
青岛美高有限公司提供，用于色谱柱的固定相。 1.2.3 4-乙炔基苯基胆甾醇酯（B）的合成
Bruker AVANCE Ⅲ500 MHz Specreometer 核磁 将 580 mg（1.5 mmol）胆甾醇和 219 mg 4-乙炔
共振波谱仪、 Bruker AVANCE Ⅱ 400 MHz 基苯甲酸投入到 100 mL 双口烧瓶，以二氯甲烷为溶
Specreometer 核磁共振波谱仪，美国 Varian 公司； 剂并加入 450 mg 二环己基碳二亚胺（DCC）和 90 mg
MALDI-TOF 基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪， 4-二甲氨基吡啶（DMAP），常温反应 24 h，减压除
美国 Waters 公司；HP-8453 紫外-可见分光光度计， 去多余溶剂，固体产物过硅胶柱层析〔洗脱剂为 V