基于钒多酸的液晶和发光材料研究

Polyoxovanadates(POVs) are an important kind of polyoxometalates with various structures and unique properties. However, some properties of the POVs, such as luminescent properties, are underdeveloped. The controllable modification of POVs, in order to modify or adjust their properties, is an important chanllenge for the development of POV-based functional materials. Recently, we have done some preliminary research on the post-functionalized of POVs and synthesized an amphiphilic POV derivative which has unique self-assembly, luminescent and liquid crystalline properties. In order to reveal the mechanism of their luminescene and understand the relationship between the structure and functionalities of POV derivatives, we plan to further investigate the synthetic chemistry of POV derivatives, design and prepare a series of functional POVs and study their self-assembly, optical and liquid crystalline properties. Our goal is to develop POV-based functional materials with application prospects.

钒多酸是多酸家族中非常重要的一类化合物，具有多样性的结构及独特的性质。但钒多酸的许多性质，如荧光和液晶性质，还没有得到充分的研究。对钒多酸进行可控修饰籍以改变和调控钒多酸的相关性质对开发基于钒多酸的功能材料有着重要意义。我们曾在钒多酸有机衍生物的后修饰合成上开展了初步的探索研究，合成出具有两亲性的钒多酸衍生物，并发现这一新型化合物具有独特的自组装、荧光及液晶性质。为了深入研究结构与功能之间的关系以及产生荧光等性质的机制，有必要进一步研究和发展钒多酸的合成化学，为性能研究提供广泛的研究对象；同时，通过有目的地设计一系列功能化的有机配体，并与钒多酸进行有机键合，从而得到功能化的钒多酸有机衍生物，并重点对其自组装、光学和液晶等性质进行研究，开发出具有应用前景的钒多酸功能材料。本项目如能顺利实施，将对钒多酸的功能化与材料化起到积极的推动作用。

多钒酸是一类重要的多酸，在无机液晶材料及发光材料领域有着潜在的应用价值。本项目主要对多钒酸的有机修饰的反应化学进行了探索，取得的主要成果有：1.改进了通过酯化反应对多钒酸进行有机修饰的方法，使用羧酸作为酰化反应的试剂，扩大了有机配体的选择范围；2. 初步建立了通过酰胺化反应对多钒酸进行后修饰的新方法，并将有机合成中使用的缩合剂EEDQ首次引入到多钒酸的有机修饰中，发现其能有效提高六钒酸烷氧衍生物的酯化和酰胺化反应的产率；3. 通过对六钒酸季戊四醇衍生物进行后修饰合成了一系列具有不同长度及不同结构碳链的两亲性六钒酸衍生物，并对其进行了结构表征。这些工作为今后研究多钒酸有机衍生物的性能打下了基础。