我們期望能簡單的透過官能基的修飾，或是改變分子的不對稱性，來達到改善液晶分子性質之目的。在本實驗中，我們以快速簡便的方法，合成出一系列具有不同官能基組合的二苯并二氮蒽之衍生物；之後藉由偏光顯微鏡、微差掃瞄卡計及X光粉末繞射儀等儀器，鑑定此系列化合物均為液晶分子，且為六角柱狀的排列。

We hope to achieve the goal of improving molecule nature of the liquid crystal by change the functional group or the symmetry of the molecule. In the thesis, the derivatives of dibenzophenazine are synthesized and their mesogenic properties are investigated. Polarised optical microscopy (POM) and differential scanning calorimetry (DSC) studies show all these compounds to exhibit a very wide mesophase range. These mesophases are identified as columnar hexagonal phases by X-ray diffraction (XRD).

目錄
第一章 緒論..........................................................................................1
1-1 前言..............................................................................................1
1-2 液晶的簡介..................................................................................2
1-3液晶的分類...................................................................................3
1-4新型液晶分子...............................................................................9
1-5盤狀液晶.....................................................................................12
1-5.1 盤狀分子的簡介..............................................................12
1-5.2 不對稱的盤狀液晶..........................................................15
1-5.3 盤狀液晶的發展與應用..................................................26

第二章 實驗部份.............................................................................28
2-1 研究動機....................................................................................28
2-2 研究策略....................................................................................28
2-3 實驗流程與討論........................................................................30
2-3.1 製備1,2-Bisalkoxy-4,5-diaminobenzenes.......................30
2-3.2 製備Tetraalkoxybenzil....................................................37
2-3.3 合成2,3,6,7,11,12-Hexakis-alkyloxy- dibenzo[a,c]phenazine......................................................38

第三章 物性檢測與探討..............................................................45
3-1檢測與分析.................................................................................45
3-2物性的討論.................................................................................48
3-2.1 系列A－【mono-functionalized system】.....................48
3-2.2 系列A－【di-functionalized system】...........................60
3-2.3 系列A－【tri-functionalized system】...........................73
3-2.4 系列A－【綜合比較】...................................................81
3-2.5 系列B－【Quinoxaline】...............................................87

第四章 結論........................................................................................89

參考文獻..............................................................................................91

附錄........................................................................................................93
ㄧ、藥品與溶劑..........................................................................93
二、儀器設備...............................................................................93
三、化合物合成條件與檢測資料...............................................95
四、微差掃描卡計檢測結果.....................................................121
五、X光粉末繞射檢測結果.....................................................131


圖目錄
圖1-1 物質的相變化：晶相、液晶相及均相........................................3
圖1-2 （a）葉酸，（b）葉酸在水溶液中加入氯化鈉所產生的排列..4
圖1-3 棒狀液晶的排列方式....................................................................5
圖1-4 盤狀液晶的排列方式....................................................................6
圖1-5向列型盤狀液晶的排列方式.........................................................7
圖1-6 盤形分子之柱狀液晶的排列方式.................................................8
圖1-7 不同幾何形狀的液晶分子............................................................9
圖1-8 錯合物n-4在不同條件下的排列情形.........................................12
圖1-9 盤形液晶分子”Hexa-alkanoyloxy-benzene”的結構...................13
圖1-10 盤狀液晶的多種側鏈.................................................................14
圖1-11 Triphenylene的對稱性種類........................................................16
圖1-12 化合物w-9~ w-16分子形狀示意圖...........................................23
圖2-1 環化的反應機制..........................................................................42
圖3-1 a、b值在不同排列時的求法......................................................47
圖3-2 化合物DBP-1在偏光顯微鏡下的紋理圖.................................51
圖3-3 化合物DBP-2在偏光顯微鏡下的紋理圖.................................54
圖3-4 化合物DBP-3在偏光顯微鏡下的紋理圖.................................55
圖3-5 圖示Mono-functionalized dibenzo[a,c]phenazine
之相轉變溫度及液晶相範圍......................................................56
圖3-6 化合物DBP-4在偏光顯微鏡下的紋理圖.................................61
圖3-7 化合物DBP-5在偏光顯微鏡下的紋理圖.................................62
圖3-8 化合物DBP-6在偏光顯微鏡下的紋理圖.................................65
圖3-9 化合物DBP-7在偏光顯微鏡下的紋理圖.................................66
圖3-10 化合物DBP-8在偏光顯微鏡下的紋理圖................................67
圖3-11 化合物DBP-9在偏光顯微鏡下的紋理圖................................68
圖3-12 圖示Di-functionalized dibenzo[a,c]phenazine之相轉變溫度
及液晶相範圍............................................................................69
圖3-13 化合物DBP-10在偏光顯微鏡下的紋理圖..............................74
圖3-14 化合物DBP-11在偏光顯微鏡下的紋理圖..............................75
圖3-15 化合物DBP-12在偏光顯微鏡下的紋理圖..............................76
圖3-16 圖示Tri-functionalized dibenzo[a,c]phenazine之相轉變溫度
及液晶相範圍............................................................................78
圖3-17 圖示DBP-6,7,2,8之相轉變溫度及液晶相範圍.......................81
圖3-18 圖示DBP-6,7,2,8柱中間距之比較..........................................83
圖3-19 不同對稱性化合物其相轉變溫度及液晶相範圍之比較........85
圖3-20 不同對稱性化合物其柱中間距之比較....................................86
圖A-1 化合物DBP-1的DSC圖.........................................................121
圖A-2 化合物DBP-2的DSC圖.........................................................121
圖A-3 化合物DBP-3的DSC圖.........................................................122
圖A-4 化合物DBP-4的DSC圖.........................................................122
圖A-5 化合物DBP-5的DSC圖.........................................................123
圖A-6 化合物DBP-6的DSC圖.........................................................123
圖A-7 化合物DBP-7的DSC圖.........................................................124
圖A-8 化合物DBP-8的DSC圖.........................................................124
圖A-9 化合物DBP-9的DSC圖.........................................................125
圖A-10 化合物DBP-10的DSC圖......................................................125
圖A-11 化合物DBP-11的DSC圖......................................................126
圖A-12 化合物DBP-12的DSC圖......................................................126
圖A-13 化合物10a的DSC圖............................................................127
圖A-14 化合物10b的DSC圖............................................................127
圖A-15 化合物10c的DSC圖............................................................128
圖A-16 化合物10d的DSC圖............................................................128
圖A-17 化合物10e的DSC圖............................................................129
圖A-18 化合物10f的DSC圖............................................................129
圖A-19 化合物10g的DSC圖............................................................130
圖A-20 化合物10h的DSC圖............................................................130
圖A-21a 化合物DBP-1各檢測溫度的XRD圖.................................131
圖A-21b 化合物DBP-1於80 ℃的XRD圖.......................................131
圖A-22a 化合物DBP-2各檢測溫度的XRD圖.................................132
圖A-22b 化合物DBP-2於80 ℃的XRD圖.......................................132
圖A-23a 化合物DBP-3各檢測溫度的XRD圖.................................133
圖A-23b 化合物DBP-3於80 ℃的XRD圖.......................................133
圖A-23c 化合物DBP-3於100 ℃的XRD圖......................................134
圖A-24a 化合物DBP-4各檢測溫度的XRD圖.................................134
圖A-24b 化合物DBP-4於100 ℃的XRD圖.....................................135
圖A-24c 化合物DBP-4於140 ℃的XRD圖.....................................135
圖A-25a 化合物DBP-5各檢測溫度的XRD圖.................................136
圖A-25b 化合物DBP-5於70 ℃的XRD圖.......................................136
圖A-26a 化合物DBP-6各檢測溫度的XRD圖.................................137
圖A-26b 化合物DBP-6於80 ℃的XRD圖.......................................137
圖A-26c 化合物DBP-6於130 ℃的XRD圖......................................138
圖A-27a 化合物DBP-7各檢測溫度的XRD圖.................................138
圖A-27b 化合物DBP-7於80 ℃的XRD圖.......................................139
圖A-28a 化合物DBP-8各檢測溫度的XRD圖.................................139
圖A-28b 化合物DBP-8於80 ℃的XRD圖.......................................140
圖A-29a 化合物DBP-9各檢測溫度的XRD圖.................................140
圖A-29b 化合物DBP-9於80 ℃的XRD圖.......................................141
圖A-29c 化合物DBP-9於100 ℃的XRD圖......................................141
圖A-30a 化合物DBP-10各檢測溫度的XRD圖..............................142
圖A-30b 化合物DBP-10於80 ℃的XRD圖.....................................142
圖A-31a 化合物DBP-11各檢測溫度的XRD圖..............................143
圖A-31b 化合物DBP-11於80 ℃的XRD圖.....................................143
圖A-31c 化合物DBP-11於100 ℃的XRD圖...................................144
圖A-32a 化合物DBP-12各檢測溫度的XRD圖..............................144
圖A-32b 化合物DBP-12於80 ℃的XRD圖.....................................145


















表目錄
表1-1 新型盤狀液晶及其排列...............................................................10
表1-2 盤狀液晶分子的分類...................................................................13
表1-3 對稱性為種類（C）的triphenylene衍生物之熱性質..............18
表1-4 對稱性為種類（H）的triphenylene衍生物之熱性質..............19
表1-5 Ohta與Williams合成的dibenzoquinoxaline及其衍生物之熱性質
和排列特性....................................................................................24
表3-1 Mono-functionalized dibenzo[a,c]phenazine之DSC檢測結果...56
表3-2 Mono-functionalized dibenzo[a,c]phenazine之XRD檢測結果..59
表3-3 Di-functionalized dibenzo[a,c]phenazine之DSC檢測結果.........69
表3-4 Di-functionalized dibenzo[a,c]phenazine之XRD檢測結果........72
表3-5 Tri-functionalized dibenzo[a,c]phenazine之DSC檢測結果........78
表3-6 Tri-functionalized dibenzo[a,c]phenazine之XRD檢測結果.......80
表3-7 Quinoxaline系列之DSC檢測結果..............................................88

1. 松本正一、角田市良 和著；劉瑞祥 譯；液晶的基礎與應用，1996，國立編譯館
2. F. Reinizerr, Monatshefte fur Chemie. 1888, 9, 421.
3. O. Lehmann, Physik. Chem. 1889, 7, 486.
4. T. Kato, N. Mizoshita, K. Kishimoto, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 38.
5. R. J. Bushby, O. R. Lozman, Current Opinion in Colloid & Interface Science, 2002, 7, 343.
6. S. Kumar, Chem. Soc. Rev., 2006, 35, 83-109
7. L. Vyklicky, S. H. Eichhorn and T. J. Katz, Chem. Mater., 2003,15, 3594.
8. K. E. S. Phillips, T. J. Katz, S. Jockusch, A. J. Lovinger and N. J. Turro, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 11899.
9. S. Hoger, V. Enkelmann, K. Bonrad and C. Tschierske, Angew. Chem., Int. Ed., 2000, 39, 2267.
10. K. Kanie, M. Nishii, T. Yasuda, T. Taki, S. Ujiie, T. Kato, J. Mater. Chem. 2001, 11, 2875.
11. K. Kanie, T. Yasuda, S. Ujiie, T. Kato, Chem. Commun., 2000,1899.
12. K. Kanie, T. Yasuda, M. Nishii, S. Ujiie, T. Kato, Chem. Lett., 2001, 480.
13. V. Percec, T. K. Bera, Biomacromolecules, 2002, 3, 167.
14. H. T. Jung, S. O. Kim, Y. K. Ko, D. K. Yoon, S. D. Hudson, V. Percec, M. N. Holerca, W. D. Cho, P. E. Mosier, Macromolecules, 2002, 35, 3717.
15. S. Chandrasekhar, B. K. Sadashiva, K. A. Suresh, Pramana, 1977, 9, 471.
16. J. Billard, J. C. Dubois, N. H. Tinh and A. Zann, Nouv. J. Chim., 1978, 2, 535.
17. S. Kumar, Liq. Cryst., 2004, 31, 1037.
18. S. J. Cross, J. W. Goodby, A. W. Hall, M. Hird, S. M. Kelly, K. J. Toyne, C. Wu, Liq. Cryst., 1998, 25, 1.
19. B. Mohr, G. Wegner, K. Ohta, J. Chem. Soc., Chem.Commun. 1995, 995.
20. J.Babuin, J. Foster, V. E. Williams. Tetrahedron Lett., 2003, 44, 7003.
21. E. J. Foster, J. Babuin, N. Nguyen, V. E. Williams. Chem. Commun., 2004, 2052.
22. S. Kumar, M. Manickam, Chem. Commun., 1998, 1427.
23. D. Stewart, G. S.McHattie, C. T. Imrie, J. Mater. Chem., 1998, 8, 47.
24. E. J. Foster, C. Lavigueur, Y. C. Ke, V. E. Williams. J. Mater. Chem., 2005, 15, 4062.
25. G. G. Nair, D. S. S. Rao, S. K. Prasad, S. Chandrasekhar, S. Kumar, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 2003, 397, 245.
26. O. H. Schonherr, J. H. Wendorf, H. Ringsdorf, P. Tschirner, Makromol. Chem., Rapid Commun., 1986, 7, 791.
27. A. M. van De Cratts, J. M. Warman, A. Fechtenkötter, J. D. Brand, M. A. Harbison, K. Müllen, Adv. Mater., 1999, 11, 1469.
28. K. Ohta, K. Hatsusaka, M. Sugibayashi, M. Ariyoshi, K. Ban, F. Maeda, R. Naito, K. Nishizawa, A. M. van de Craats, J. M. Warman, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 2003, 397, 25.
29. L. Schmidt-Mende, A. Fechtenkotter, K. Mullen, E. Moons, R. H. Friend and J. D. Mackenzie, Science, 2001, 293, 1119.
30. Z. L. Zhou, E. Weber, J. F. W. Keana, Tetrahedron Lett., 1995, 36, 7583.
31. 國立中山大學化學研究所中華民國九十三年七月黃晟偉之碩士論文.
32. M. M. G. Antonisse, B. H. M. Snellink-Ruël, I. Yigit, J. F. J. Engbersen, D. N. Reinhoudt, J. Org. Chem., 1997, 62, 9034.
33. B. Mohr, V. Enkelmann, G. Wegner. J. Org. Chem.,1994, 59, 635.
34. B. Halton, A. I. Maidment, D. L. Officer, J. M. Warnes, Aust. J. Chem., 1984, 37, 2119.
35. K. D. M. Harris, J. A. Preece, M. T. Allen, B. M. Kariuki, N. Kumari, Liquid Crystals, 2000, 27, 689.
36. K. D. M. Harris, J. A. Preece, M. T. Allen, S. Diele, T. Hegmann, B. M. Kariuki, D. Lose, C. Tschierskec, J. Mater. Chem., 2001, 11, 302