2025年液晶材料的合成与应用.pdfVIP

去留无意，闲看庭前花开花落；宠辱不惊，漫随天外云卷云舒。——《幽窗小记》

液晶材料的合成与应用

一、前言

随着人们对液晶的逐渐了解,发现液晶物质基本上都是有机

化合物,现有的有机化合物中每200种中就有一种具有液晶相。

显示用液晶材料是由多种小分子有机化合物组成的,现已发

展成很多种类,例如各种联苯腈、酯类、环己基(联)苯类、含氧

杂环苯类、嘧啶环类、二苯乙炔类、乙基桥键类与烯端基类以及

各种含氟苯环类等。人们通常根据液晶形成的条件,将液晶分为

溶致液晶(Lyotropicliquidcrystals)与热致液晶(Thermot

ropicliquidcrystals)两大类。

将某些有机物放在一定的溶剂中,由于溶剂破坏结晶晶格而

形成的液晶,被称为溶致液晶。比如:简单的脂肪酸盐、离子型与

非离子型表面活性剂等。溶致液晶广泛存在于自然界、生物体中,

与生命息息相关,但在显示中尚无应用。

热致液晶是由于温度变化而出现的液晶相。低温下它是晶体

结构,高温时则变为液体,这里的温度用熔点(Tm)与清亮点(Tc)

来标示。液晶单分子都有各自的熔点与清亮点,在中间温度则以

液晶形态存在。目前用于显示的液晶材料基本上都是热致液晶。

在热致液晶中,又根据液晶分子排列结构分为三大类:近晶相

(Smectic)、向列相(Nematic)与胆甾相(Cholesteric)。

常见的甾核化合物胆固醇、胆酸是生命体内的重要成分，应

用于生物材料中将会提高材料的生物相容性。同时，胆固醇也

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学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。——黄睎

是一种非常重要的液晶基元，胆甾醇羧酸酯是发现最早与研究得

最多的手性液晶材料之一，在一定条件下其会随温度、磁场、电

场、机械应力、气体浓度的变化而发生色彩的变化，可用于制作

液晶温度计、气敏元件、电子元件、变色物质等，还可用于无损

伤探伤、微波测量、治病诊断、定向反应等化学、化工、冶金、

医学等领域。不仅如此，某些胆甾醇酯类化合物作为乳化剂等

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在食品，化妆品领域有重要应用。

胆甾醇酯类化合物可由羧酸与醇直接酯化反应制得，但传统

的酸催化方法酯化收率很低。因此近来国内外开发了各种新方

法，如酰氯酯化法,酸酐酯化法二环己基碳二亚胺（DCC）脱

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水酯化法,等以及最近的酶催化酯交换法、固体碱（如MgO、ZnO

等）催化酯交换法。

二、实验目的

①了解液晶材料的结构特点、制备方法与应用。

②掌握DCC法合成胆固醇丙酸（苯甲酸）酯液晶材料的操作技

术。

③学会通过紫外光谱等手段来分析鉴定核酸的纯度。

三、实验原理

在胆固醇酯类液晶的合成中，采用操作复杂，路线较长的酰

卤路线，但传统的酰化法会产生大量的腐蚀性气体，如二氧化

硫，氯化氢气体，造成环境污染以及腐蚀设备等缺点，且存在原

料酰氯需要现制现用、副产物HCl去除麻烦、整体合成路线长等