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研究生:吳中文
論文名稱:2(S)-〔2(R)乙基己氧基〕丙醇之合成及含其之鐵電性液晶
指導教授:鄭寶樹鄭寶樹引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄師範大學
系所名稱:化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:126
中文關鍵詞:液晶鐵電性自發極化值
相關次數:
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摘要
本論文從消旋的2-乙基己酸經光學分割、還原反應和碘化反應製得(R)-1-碘-2-乙基己烷(16),在Ag2O的作用下它和(S)-乳酸乙酯經由醚化反應生成掌性有機酸乙酯(17),再經還原反應就得到具有兩個不對稱中心的新穎有機醇(18)(2(S)-[2(R)-乙基己氧基]丙醇),經由酯化反應,掌性有機醇(18)與含聯苯環或含萘環的核心分子進行酯化反應合成出六個新穎化合物19∼24。
化合物 19、21的液晶相順序為K─SC*─SA─I,化合物20、22的液晶相順序為K─S?─SC*─SA─I;在自發極化值方面,化合物19∼22分別為19 nC/㎝2(88.1℃)、22nC/㎝2(91.0℃)、20 nC/㎝2(104.5℃)、19 nC/㎝2(101.5℃)。
化合物23、24的核心分子為萘環結構,化合物23不具液晶相,化合物24只有一個液晶相SA,將核心由聯苯結構換成萘環結構竟對液晶相行為造成如此大的影響,這與本實驗室之前的研究有很大的不同。
Abstract
A new chiral organic alcohol(18), 2(S)-[2(R)-ethylhexoxyl] propanol was synthesized and used as a chiral moiety for the preparation of ferroelectric liquid crystals. The chiral starting material, (R)-1-iodo-2-ethylhexane(16), was synthesized from racemic 2-ethylhexanoic acid by optical resolution, reduction and iodination. The new chiral propionic ester(17) was prepared by the etherification of natural ethyl lactate with 16 in the presence of Ag2O. After reduction of 17 the new chiral propanol (18) was formed.
The new ferroelectric liquid crystal 19~22 were synthesized by the esterification of the new chiral organic alcohol(18) and the carboxylic acid derivative containing biphenyl ring 5~8. The liquid crystal phase sequence of the compound 19、21is K─Sc*─SA─I. The liquid crystal phase sequence of the compound 20、22 is K─S?─SC*─SA─I.Their Ps values are 19 nC/㎝2(for 19)、22nC/㎝2(for 20)、20 nC/㎝2(for 21)、and 19 nC/㎝2(for 22)。
The other new chiral compounds 23~24 were synthesized by the esterification of the new chiral organic alcohol(18) and the carboxylic acid derivative containing naphthalene ring 11~12. The compound 23 has no liquid crystal phase,while the compound 24 possesses only one liquid crystal phase, SA phase. The influence of the core molecule on the liquid crystal phase behavior is enormous for these two series of compounds.
目錄
中文摘要………………………………………………………………... .i
英文摘要………………………………………………………………... ii
目錄………………………………………………………………...…... iii
圖目錄…………………………………………………………………... v
表目錄………………………………………………………………….. vi
第一章 液晶簡介...…………………………….……………………......1
第一節 液晶發展的歷史…………………………………………..1
第二節液晶的分類..………………………………………………..3
第三節 液晶相的種類……………………………………………..4
第二章 鐵電性液晶化學回顧…………………………..……………..10
第一節 鐵電性液晶的發現..………………………………..…….10
第二節 鐵電性液晶的物性……………………………………….12
第三節 鐵電性液晶的分子設計與結構探討 ………………… 15
第四節 含兩個掌性中心之鐵電性液晶回顧 ………………… 21
第三章 研究動機………………………………………………………31
第四章 實驗部份………………………………………………………39
第一節 藥品……………………………………………………….39
第二節 儀器……………………………………………………….42
第三節 合成途徑………………………………………………….44
第四節 實驗方法………………………………………………….48
第五章 結果與討論……………………………………………………78
第一節 合成部份…………...……………………………………..78
第二節 結構鑑定………………………………………………….87
第三節 液晶相探討……………………………………………….94
第四節 綜合討論………………………………………………….99
第六章 結論…………………………………………………..………101
第七章 參考文獻…………………………………………………..…104
第八章 附錄……………………………………………..……………108
圖目錄
圖1-1 Cholesteryl benzoate的化學構造 ……………………… 2
圖1-2 熱向型液晶之相 …………………………………………… 4
圖1-3 向列相液晶之排列 ………………………………………… 5
圖1-4 層列型液晶相之排列 ……………………………………… 6
圖1-5 各種層列相液晶之規律性及相互關係 …………………… 7
圖1-6 層列A相的結構 …………………………………………… 8
圖1-7 層列C相與掌性層列C相的結構 ………………………… 8
圖1-8 鐵電性液晶的分子呈現的扇狀紋路圖 …………………… 9
圖2-1 具C-Sc-SA-N-I液晶相之液晶分子 ……………………… 10
圖2-2 DOBAMBC 分子結構 ……………………………………… 11
圖2-3 掌性層列C相的橫切面…………………………………… 12
圖2-4 Ps(T)=Ps。(Tc-T)α關係圖 …………………………… 13
圖2-5 鐵電性液晶的顯示原理 …………………………………… 14
圖2-6 鐵電性液晶的基本構造 ………………………………… 15
圖3-1 鐵電性液晶分子設計模型 ………………………………… 31
圖3-2 S,R立體結構的掌性化合物 ……………………………… 37
圖3-3 S,S立體結構的掌性化合物 ……………………………… 38
圖5-1 DCC的酯化反應反應機構 ………………………………… 84
圖5-2 DCC的酯化反應反應機構 ………………………………… 85
圖5-3 化合物 23的相轉移溫度 ………………………………… 97
表目錄
表2-1 鐵電性液晶之發展 ………………………………………… 16
表2-2 各種常見之連接基 ………………………………………… 17
表2-3 鐵電性液晶分子常見之核部結構及一般特性 ……………… 19
表3-1 4’-{2(S)-[2(S)-甲基己氧基]丙醯氧基}二苯基 4-癸烷
氧基苯酸酯之液晶相、相轉移溫度和自發極化值 ……… 33
表3-2 4’-{2(S)-[2(R)-甲基己氧基]丙醯氧基}二苯基 4-癸烷
氧基苯酸酯之液晶相、相轉移溫度和自發極化值 ……… 33
表3-3 6-{2(S)-[2(R)甲基己氧基]丙醯氧基}-2-萘基-4-正-癸烷
氧基苯酸酯之液晶相、相轉移溫度和自發極化值 ……… 34
表3-4 6-{2(S)-[2(S)甲基己氧基]丙醯氧基}-2-萘基-4-正-癸烷
氧基苯酸酯之液晶相、相轉移溫度和自發極化值 ……… 34
表3-5 4’-{2(S)-[2(S)-甲基己氧基]丙氧基羰}苯基4-(4-癸烷
氧基)苯基苯酸酯之液晶相、相轉移溫度和自發極化值 … 35
表3-6 4’-{2(S)-[2(R)-甲基己氧基]丙氧基羰}苯基4-(4-癸烷
氧基)苯基苯酸酯之液晶相、相轉移溫度和自發極化值 … 35
表5-1 結晶鹽類之比旋光度值 ……………………………………… 80
表5-2 還原試劑之比較表 …………………………………………… 81
表5-3 化合物17與化合物17a、17b在1H NMR光譜差異……… 88
表5-4 化合物18與化合物18a、18b在1H NMR光譜差異…………… 90
表5-5 化合物 19~22與化合物22a1H NMR光譜差異………………… 91
表5-6 化合物19液晶相轉移溫度、熱焓值與Ps值…………………94
表5-7 化合物20液晶相轉移溫度、熱焓值與Ps值………………… 95
表5-8 化合物21液晶相轉移溫度、熱焓值與Ps值…………………96
表5-9 化合物22液晶相轉移溫度、熱焓值與Ps值…………………97
表5-10 化合物24液晶相轉移溫度與熱焓值………………………… 98
表5-11 化合物22與化合物22a之Sc*相性質比較 ……………… 100
表5-12 化合物19∼22液晶性質比較 ……………………………… 100

第七章 參考文獻
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氧基]丙醇與2(S)-[2(R)-甲基己氧基]丙醇之合成及含其之鐵電性液晶),2000。
35. 葉淑文 高雄師範大學化學研究所碩士論文(2(S)-[2(S)-甲基己 氧基]丙酸與奈環所構成之鐵電性液晶及其物性研究),2000。
36. 謝明憬 高雄師範大學化學研究所碩士論文(2(S)-[2(R)-甲基己氧基]丙酸與奈環所構成之鐵電性液晶及其物性研究),2000。
37. 林裕凱 高雄師範大學化學研究所碩士論文(2(S)-[2(S)-乙基己氧基]丙酸之合成及其之液晶化合物),2001。
38. 吳錦梅 高雄師範大學化學研究所碩士論文(2(S)-[2(R)-乙基己氧基]丙酸之合成及其之液晶化合物),2001。

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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