Page 32 - 《精细化工》2022年第9期

·1750· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

降低了前沿轨道能量，这种含氟酞菁可作为空气稳 生电场响应，氟苯发生倾斜，使周围的苯基基团相
定型的 n 型半导体，但热重分析（TG）发现，这种 对于中心苯环进入螺旋构象。这种现象使该分子具
含氟酞菁在 250 ℃分解，可能会限制其实际应用。 有成为下一代手性材料（如手性光开关或手性磁材

料）的潜力。

可以发现，在盘状液晶刚性中心核位置引入氟
原子，通常清亮点会随氟原子数目的增加而升高，

有利于拓宽液晶相的温度范围，同时也能在一定程
2017 年，TAKAGI 等 [38] 在亚酞菁衍生物中心氮 度上改善物质的溶解性。但是，中心位置的氟取代
原子上分别轴向配位氟原子和氯原子（其中配位氟 位置有限，目前报道的分子仍未解决柱状相取向的
原子的化合物结构如下所示），旨在研究卤素原子对 问题，尚无法达到商业应用的要求。设计新的刚性核
液晶结晶能力和液晶相的影响。通过 XRD 及 POM 或在刚性平面引入杂环，可能会取得突破性的进展。
测试观察到，相比于对应的硼-氯衍生物，硼-氟衍 1.2 氟原子在分子外围取代的盘状液晶
生物熔点提升 20~70 ℃，化合物 F 5 、F 6 在 180 ℃ 目前，在盘状分子外围氟取代的方法主要是以
时可以形成 Col hex 相。研究表明，控制配位元素可 氟代醇为原料制备对甲苯磺酸卤代酯，并进一步连
以改善液晶性能，此项研究对于控制大极性的亚酞 接在盘状分子刚性核的活性位置，这些含氟原子的
菁的分子堆积具有重要意义。 碳链作为盘状分子的柔性外围绝缘侧链，抑制电荷

垂直于柱轴的横向流动。相比于在刚性核位置进行
氟取代，在盘状液晶的绝缘外围侧链进行氟取代具
有更多的氟取代位点和可操作性，可以根据对性能
的需求调节取代基的数量和取代基团的位置，具有
更好的工业化前景。
2010 年，MIYAKE 等 [40] 设计合成了一种外围侧
链部分氟取代的苯并菲（结构如下所示），并研究了
其液晶性能。DSC 测试发现，含氟衍生物在 90~183
℃表现为液晶相，不含氟分子在 57~78 ℃表现为液
晶相，证明侧链氟取代可以获得更宽的液晶相温度
范围。XRD 测试表明，含氟衍生物及母体均为六方
无序柱状相。通过飞行时间法（TOF）测试迁移率
进一步发现，G 1 、G 2 的载流子迁移率变化不大，均
2
–4
约为 3.6×10 cm /(V·s)，可能是柱状相有序度不足，
不足以显著提升载流子输运能力。

2021 年，CONCELLÓN 等 [39] 紧跟手性化学热
点，合成了四苯基手性盘状液晶分子，其具有优异
的自组装性能，结构如下所示。POM 和 XRD 测试
发现，该盘状液晶分子在 50 ℃内可自组装成互变
型六方柱状相，在施加外围电场后，在盘状分子中
引入横向氟取代基可以产生极强的偶极矩，从而产