本发明专利技术公开了一类含有4‑哌嗪基‑1,8‑萘酰亚胺的荧光二向色性染料，其制备方法及应用。本发明专利技术以4‑溴‑1,8‑萘酰亚胺为母体,利用N原子强的给电子效应与双酰胺的吸电子能力形成推拉电子体系，通过酰胺化反应连接，设计合成了一系列4‑哌嗪基‑1,8‑萘酰亚胺荧光二向色性染料，结构新颖，原料易得，合成方法简单；所述染料最大发射波长为522nm，呈现蓝绿色荧光，在液晶E7中表现出较好的二向色比以及有序参数，可用于在宾主型液晶显示器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一类含有4-哌嗪基-1,8-萘酰亚胺的荧光二向色性染料及其应用，属于显示材料领域。
技术介绍
信息化的高速发展带动了液晶平板技术和产业的发展，传统的阴极射线管(CRT)技术已经被平板显示所取代，平板显示器给人们的生活带来了革命性的变化。“宾-主”显示是近些年来兴起的新型显示模式。“宾-主”(GH)模式是显示有色变化的工作模式，是由G.Heilmeier等与DS模式几乎同时提出来的。在向列相液晶主材料中掺杂一些二向色性染料构成一对“宾-主”材料，对其施加电场，液晶分子发生取向而变化。“宾-主”(GH)模式就是利用改变分子取向的二色性染料光吸收来实现显示。荧光“宾-主”型显示器是传统“宾-主”型显示器的改进，它是将荧光二向性染料应用于液晶显示中，这样不仅吸收光的强度，而且发射光的强度也可以通过电场来控制，从而将发射型显示器的优点和传统液晶显示器的特点集于一体，制成更加便携的低功耗电子器件。利用液晶化合物或染料来复配液晶材料借以获得性能更加优越的液晶材料成为一个很明显的趋势。复配的液晶染料可以获得更高更稳定的液晶相温度范围、更高的清亮点以及调节折射率的功能。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的缺少性能良好的荧光二向色性染料的问题，本专利技术提供一种呈现蓝色荧光、具有高荧光量子产率、在液晶中表现出较好的二向色比以及有序参数、适用于液晶显示产品的荧光二向色性染料。本专利技术的技术目的之一在于提供一类新型的荧光二向性染料：一类含有4-哌嗪基-1,8-萘酰亚胺的荧光二向色性染料，所述染料具有以下的化学分子结构通式：进一步地，所述的荧光二向色性染料，R选自嘧啶基、2,6-二氟苯甲酰基、苯甲酰基、3-氟苯甲酰基、苯基、4-氟苯甲酰基、4-氟苯基中的一种。进一步地，所述R优选自嘧啶基、2,6-二氟苯甲酰基、苯甲酰基、3-氟苯甲酰基中的一种。本专利技术的另一技术目的在于提供上述荧光二向色性染料的制备方法，包括以下步骤：以4-溴-1,8-萘酐为原料，先与正丁胺反应，然后再与哌嗪发生亲电取代反应，再与相应的化合物A反应生成所述荧光二向色性染料。所述化合物A选自2-溴嘧啶、2,6-二氟苯甲酰、苯甲酰、3-氟苯甲酰、苯、4-氟苯甲酰、4-氟苯中的一种。具体的合成线路如下：进一步地，4-溴-1，8-萘酐和正丁胺反应时在乙醇溶剂中回流，TLC检测反应完全，将混合物冷却至室温，静置析出浅色固体，过滤，洗涤，干燥，得4-溴-N-正丁基-1,8-萘酰亚胺(化合物1)。进一步地，化合物1与无水哌嗪反应时，二者的最佳混合摩尔比为1：3，以乙二醇单甲醚作为反应溶剂，先将化合物1溶于乙二醇单甲醚中，磁力搅拌条件下加热至回流，原料慢慢溶解，外接一个恒压滴液漏斗，将无水哌嗪溶，并缓慢滴加到混合反应体系中，滴加过程结束后，反应进行至8小时点板检测反应完全。将混合物冷却至室温倒入水中，盐析后静置一夜。抽滤、洗涤、干燥得4-哌嗪基-N-正丁基-1,8-萘酰亚胺(化合物2)。进一步地，化合物2与2-溴嘧啶反应时，二者的最佳混合摩尔比为1：1，以乙二醇单甲醚作为溶剂，磁力搅拌下回流反应10小时，TLC跟踪监测反应完全。将混合物冷却至室温倒入水中，待析出.。沉淀后抽滤，洗涤，干燥。将粗产物经过硅胶柱层析提纯，得所述染料Z1。进一步地，化合物2与除了2-溴嘧啶外的其他化合物A反应时，二者的最佳混合摩尔比为1:1，以二氯甲烷作为溶剂，加入催化剂量的对二甲氨基吡啶(DMAP)，氮气保护下反应2h，TLC跟踪监测反应完全。直接减压过滤除去溶剂，粗产物过硅胶柱层析，洗脱剂DCM：PE＝3:1。得所述的染料Z2-Z7。本专利技术另一方面提供上述荧光二向色性染料在制造液晶显示产品中的应用。所述的液晶显示产品是宾主型液晶显示器。具体地，是用作宾体液晶染料，应用于制备宾主型液晶显示器。本专利技术再一方面的目的在于提供一类宾主型液晶显示器，所述的液晶显示器以本专利技术所述的荧光二向性染料作为宾体液晶染料。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术以4-溴-1,8-萘酐为母体合成含4-哌嗪基-1,8-萘酰亚胺类荧光二向色性染料，丰富了荧光二向色性染料种类；在1,8-萘酐的4-位引入哌嗪基，利用N原子强的给电子效应与双酰胺基强的吸电子能力形成推拉电子体系，设计合成了一系列4-哌嗪基-1,8-萘酰亚胺荧光二向色性染料。结构新颖，原料易得，合成方法简单；获得高荧光量子产率的荧光二向色性染料。在含4-哌嗪基-1,8-萘酰亚胺类荧光染料末端引入F原子，降低化合物的粘度、提高分子极性和介电各向异性。(2)本专利技术所述染料最大发射波长为522nm，呈现蓝绿色荧光，在二氯甲烷中荧光量子产率为0.56-0.85。在液晶中表现出较好的二向色比以及有序参数。荧光有序参数为0.41-0.63，可应用于宾主型液晶显示器。具体实施方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例1荧光二向色性染料Z1的合成(1)4-溴-N-正丁基-1,8-萘酰亚胺(化合物1)的合成在100mL单口瓶中加入5540mg(20mmol)4-溴-1，8-萘酐，2.4mL(24mmol)正丁胺，30mL乙醇，回流反应5h，TLC检测反应完全，将混合物冷却至室温，静置析出浅色固体，过滤，洗涤，干燥，得5976mg浅色固体，产率90％。(2)4-哌嗪基-N-正丁基-1,8-萘酰亚胺(化合物2)的合成在100ml两口烧瓶中加入4mmol化合物4-溴-N-正丁基-1,8-萘酰亚胺1324mg，加入20ml乙二醇单甲醚作为溶剂，磁力搅拌条件下加热至回流，原料慢慢溶解，外接一个恒压滴液漏斗，将12mmol无水哌嗪1032mg溶解在乙二醇单甲醚中，缓慢滴加到混合反应体系中，滴加过程结束后，反应进行至8小时点板检测反应完全。将混合物冷却至室温倒入水中，盐析后静置一夜。抽滤、洗涤、干燥得到亮黄色固体1146mg，产率85％。(3)目标化合物Z1的合成与表征在两口烧瓶中分别加入1mmol4-哌嗪基-N-正丁基-1,8-萘酰亚胺337mg和1mmol(158mg)2-溴嘧啶，乙二醇单甲醚作为溶剂，磁力搅拌下回流反应10小时，TLC跟踪监测反应完全。将混合物冷却至室温倒入水中，待析出沉淀后抽滤，洗涤，干燥。将粗产物经过硅胶柱层析提纯，展开剂是DCM：MeOH＝20：1。得到红棕色固体产物253mg，产率61％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.67(d,J＝7.2Hz,1H),8.57(dd,J＝11.5,8.2Hz,2H),8.43(d,J＝4.7Hz,2H),7.80(t,J＝7.9Hz,1H),7.32(d,J＝4.3Hz,1H),6.63(t,J＝4.7Hz,1H),4.30–4.13(m,6H),3.39(t,J＝4.9Hz,4H),1.79(dd,J＝15.1,7.3Hz,2H),1.56–1.45(m,2H),1.04(t,J＝7.3Hz,3H).13CNMR(126MHz,CDCl3)δ164.42(s),163.97(s),161.72(s),157.81(s),155.75(s),132.41(s),131.12(s),129.75–129.04(m),125.90(s),123.38(s),1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一类含有4‑哌嗪基‑1,8‑萘酰亚胺的荧光二向色性染料，其特征在于：所述染料具有以下的化学分子结构通式：
【技术特征摘要】
1.一类含有4-哌嗪基-1,8-萘酰亚胺的荧光二向色性染料，其特征在于：所述染料具有以下的化学分子结构通式：2.权利要求1所述的荧光二向色性染料的制备方法，包括以下步骤：以4-溴-1,8-萘酐为原料，先与正丁胺反应，然后再与哌嗪发生亲电取代反应，再与化合物A反应生成所述的荧光二向色性染料。所述化合物A选自2-溴...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓莲，王召芬，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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