Page 67 - 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 ·2033·

3 结论

以 8-(4-碘苯基)氟硼吡咯为原料，与 4-乙炔基苯
基胆甾醇酯或 4-乙炔基苯戊基双环己基甲醇酯进行
Sonogashira 偶联反应，在 BODIPY 荧光团的 8 位上
引入了双苯乙炔结构来延长分子的线性，并通过胆
甾醇和双环己基等多元柔性环结构成功诱导了二向
性染料 DC 产生液晶相，使其具有作为宾-主型液晶
材料的价值。

（1）荧光二向性染料 DC 在各向同性溶剂和 LC
图 5 DC-1(a)和 DC-2(b)的偏振光谱图 E7 中的最大吸收波长和最大发射波长分别在 503 和
Fig. 5 Polarization spectra of DC-1(a) and DC-2(b)
517 nm，由此可以说明 BODIPY 荧光二向性液晶染
化合物 DC-2 的吸收二向色比和荧光二向色比 料的光谱不随主体环境变化，作为宾体组分时可稳
（D A =8.91，D F =8.16）均大于 DC-1（D A =4.26， 定存在于主体液晶中。
D F =3.43）。这可能是因为在 DC-2 分子结构中，与双 （2）偏振光谱测试表明，具有双环己烷结构的
苯乙炔直接相连的酯基双环己烷相比于酯基胆甾醇 DC-2 有序参数值高于 DC-1，S A 为 0.73，S F 为 0.70，
更利于延长整个分子的线性共轭区域，而二向性染 这说明 DC-2 在作为宾体组分时，与主体液晶 E7 之
料的分子长轴与其跃迁偶极矩间的夹角越小 [8,25] ，染 间的相互作用更强，并且在平行和垂直于分子长轴
料与液晶间的宾主作用就越强，其有序参数也会越 方向上对光的吸收差异更明显。
大。由此可以说明，染料 DC-2 的分子长轴相对更 （3）在垂直和平行偏振方向上的荧光发射峰的
长，且与分子跃迁偶极矩的夹角也可能会更小，所 半峰宽较窄，发出明亮的绿色荧光，若应用于宾-
以，染料 DC-1 的吸收有序参数比 DC-2 低很多。 主（G-H）显示中，有利于提高颜色的辨识度。

表 3 宾体染料 DC-1 和 DC-2 在主体 LC E7 中的偏振光 （4）对于 8 位修饰的 BODIPY 来说，若沿着分
谱数据 子长轴方向引入双环己基，相比于胆甾醇结构更能
Table 3 Polarized spectral properties of guest dyes DC-1 延长分子的线性共轭程度，从而提高荧光二向性液
and DC-2 in LC E7 晶染料在主体液晶中的排列有序度。
吸收半 发射半
宾体 λ max(A) ① ② λ max(F) ③ ④ 参考文献：
染料 /nm 峰宽 D A S A /nm 峰宽 D F S F
/nm /nm
[1] Lee S H, Hong S H, Kim J M, et al. An overview of product issues in
DC-1 A∥ 507 23 4.26 0.52 F∥ 526 14 3.43 0.45 wide-viewing TFT-LCDs[J]. Journal of the Society for Information
A⊥ 505 23 F⊥ 523 16 Display, 2012, 9(3): 155-160.
[2] Kim J Y, Hwang H S, Jung H Y, et al. P-172: Power consumption
DC-2 A∥ 505 29 8.91 0.73 F∥ 529 35 8.16 0.70
reductive driving method for the electrophoretic display[J]. Sid
A⊥ 505 44 F⊥ 528 35 Symposium Digest of Technical Papers, 2012, 39(1): 1843-1845.
①表示染料 DC 在平行或垂直于光束偏振方向上的最大吸 [3] Grabtchev I K, Bojinov V B, Moneva I T. Functional properties of
收波长；②表示紫外偏振吸收峰的半峰宽；③表示染料 DC 所发 azomethine substituted benzanthrone dyes for use in nematic liquid
crystals[J]. Journal of Molecular Structure, 1998, 471: 19-25.
射的荧光在平行或垂直偏振方向上的最大发射波长；④表示荧
[4] Bojinov V B, Grabchev I K. Synthesis of ethyl 3-aryl-1-methyl-
光偏振发射峰的半峰宽。
8-oxo-8H-anthra[9,1-gh]quinoline-2-carboxylates as dyes for potential
结合表 3 可知，DC 的偏振最大吸收峰均在 application in liquid crystal displays[J]. Organic Letters, 2003, 5(12):
2185-2187.
505 nm 左右，荧光偏振最大发射峰则在 527 nm 左 [5] Heilmeier G H, Castellano J A, Zanoni L A. Guest-host interactions
右，与其在各向同性溶剂中的光谱数据相比差别不 in nematic liquid crystals[J]. Molecular Crystals and Liquid Crystals,
1969, 8(1): 293-304.
是很大，这说明虽然结构中胆甾醇基和双环己基的 [6] Seki H, Uchida T, Shibata Y. Dichroic dyes for guest-host
引入影响了分子的大共轭线性结构，却没有改变碘 liquid-crystal cells[J]. Molecular Crystals, 1986, 138(1): 349-365.
代 BODIPY（A）的光谱特征，这再一次印证了前 [7] Ranjkesh A, Choi J C, Joo K I, et al. Linear dichroism and order
parameters of nematics doped with azo dyes[J]. Molecular Crystals
述观点：BODIPY 荧光二向性液晶染料具有优异的 and Liquid Crystals, 2017, 647(1): 107-118.
光化学稳定性。而且染料 DC 在平行和垂直于偏振 [8] Maleki A, Seidali Z, Zakerhamidi M S, et al. Dichroic ratio and order
parameters of some sudan dyes doped in nematic liquid crystalline
方 向上的 荧光 光谱峰 的半 峰宽较 窄， 仅在 14~
matrix[J]. Optik-International Journal for Light and Electron Optics,
35 nm，说明 DC-1 和 DC-2 作为宾体组分时所发射 2015, 126(24): 5473-5477.

偏振荧光的单色性强，为亮绿色荧光。 （下转第 2039 页）