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研究生: 鄭筱雯
Hsiao-wen Cheng
論文名稱: 含 Triketone 核中心結構之有機室溫液晶材料
Room Temperature Mesogens Derived from Schiff-base Triketonates
指導教授: 賴重光
Chung-Kung Lai
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 化學學系
Department of Chemistry
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 128
中文關鍵詞: 液晶材料
外文關鍵詞: Room Temperature Mesogens, triketone
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  • 本篇文章主要是探討含 triketone 有機液晶材料設計與物性,分子設計中藉由改變側鏈基碳數及支數,進而探討其對液晶形成所產生之影響。實驗藉由1H及13C-NMR鑑定合成化合物之結構及純度,並由元素分析確定化合物之純度。液晶相物性部分之探討則藉由偏光顯微鏡下對不同相溫度變化範圍及液晶相結構種類作一初步觀察,再以熱差掃描卡計(different scanning calorimetry)及變溫粉末繞射儀(temperature-dependent X-ray diffraction)對相變化溫度及熱焓量變化作判定及液晶相結構種類作確認 。
    系列一:合成出具有triketone結構的液晶分子,探討不同側鏈基碳數(n = 6、8、10、12、14、16) 對液晶相的影響,此系列皆具有SmA相;系列二:探討不同側鏈基支數(n = 8、10、12、14、16) 對液晶相的影響,此系列中(n = 12)為室溫型液晶,具有Colr相;系列三:改變分子結構中軟硬端的比例,延伸側鏈基長度並且改變碳數(n = 8、12、16) 此系列皆具有SmA及SmC相。


    In this work, we report the synthesis, characterization and mesomorphic properties of new mesogenic derivatives based on (1Z,3Z,5E)-1-(4-alkoxy)phenyl)-5-(3-hydroxypropylimino) hexa-1,3-diene-1,3-diols. The compounds were obtained by condensation reactions of triketones and 1-amino-3-proponal in absolute ethanol. All compounds were characterized by 1H-NMR and 13C-NMR spectroscope. The phase behavior of these mesogenic compounds were characterized and studied by differential scanning calorimeter (DSC), polarization optical microscope (POM) and temperature dependent powder X-ray diffraction.
    These compounds Uts-Cn exhibited smectic A phases (SmA) and compounds Uts-3Cn exhibited rectangular columnar phase (Colr) and compounds Utso-Cn exhibited smectic A phases (SmA) and smectic C phases (SmC). All compounds Uts-Cn with one flexible terminal alkoxy chains were rod-like liquid crystals, however, compound Uts-3Cn with three alkoxy chains exhibited discotic-like liquid crystals. Each series involves a couple of compounds which have liquid crystals at room temperature.

    目錄 第一章 序論 1 1-1 液晶簡介 2 1-2 液晶相形成條件 3 1-3 液晶分子中氫鍵之鑑定方式 11 1-4 液晶的分類 14 1-4-1 向列型液晶(Nematic phase) 15 1-4-2 層列型液晶(Smectic) 15 1-4-3 盤狀液晶(Columnar) 16 1-5 研究動機 19 第二章 實驗部分 21 2-1 實驗藥品 22 2-2 儀器設備 23 2-3 實驗流程 26 2-3-1 實驗流程 (1) 26 2-3-2 實驗流程 (2) 27 2-4 實驗步驟 28 第三章 結果與討論 61 3-1 反應機構之探討 62 3-1-1 醚化反應 62 3-1-2 Triketone 合成反應 63 3-1-3 Schiff base 合成反應 64 3-1-4 還原反應 65 3-1-5 醯氯化合物合成反應 66 3-2 化合物 Uts-Cn 之結果與討論 68 3-2-1 化合物之結構鑑定 68 3-2-1-1 核磁共振儀 (NMR) 68 3-2-1-2 元素分析 (EA) 69 3-2-2 液晶相的探討 69 3-2-2-1 偏光顯微鏡之觀察 69 3-2-2-2 熱分析之數據 72 3-2-2-3 粉末X-ray繞射 74 3-3 化合物 Uts-3Cn 之結果與討論 77 3-3-1 化合物之結構鑑定 77 3-3-1-1 核磁共振儀 (NMR) 77 3-3-1-2 元素分析 (EA) 77 3-3-2 液晶相的探討 78 3-3-2-1 偏光顯微鏡之觀察 78 3-3-2-2 熱分析之數據 80 3-3-2-3 粉末X-ray繞射 82 3-3-2-4 盤狀液晶體積量測法 86 3-4 化合物 Utso-Cn 之結果與討論 89 3-4-1 化合物之結構鑑定 89 3-4-1-1 核磁共振儀 (NMR) 89 3-4-1-2 元素分析 (EA) 90 3-4-2 液晶相的探討 90 3-4-2-1 偏光顯微鏡之觀察 90 3-4-2-2 熱分析之數據 93 3-4-2-3 粉末X-ray繞射 95 3-5 結論 100 參考文獻 101 附圖 104

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