Tetrakisoxadiazolylphenylpyrazine: andreaskreuzförmige, fluoreszierende Flüssigkristalle
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Abstract
Flüssigkristalle begegnen uns in vielen Bereichen des Alltags und haben Technologien wie zum Beispiel Displays revolutioniert.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden erstmals Mesogene mit Tetraphenylpyrazinkernen synthetisiert, deren Flügelgruppen über 1,3,4-Oxadiazole mit alkoxyphenylsubstituierten Aromaten verknüpft sind. Die über eine konvergente Synthese aus 2H-Tetrazolen und Tetrakischlorcarboxyphenylpyrazin hergestellten Tetrakisoxadiazolylphenylpyrazine (TOPP) wurden nach einer modifizierten Methode von Huisgen gebildet. Die flüssigkristallinen Eigenschaften wurden mittels Polarisationsmikroskopie, dynamischer Differenzkaloriemetrie, thermogravimetrischer Analyse und Weitwinkel-Röntgenstreuung untersucht. 16 der 21 synthetisierten neuen TOPPs zeigen, bedingt durch die Länge, Position und Anzahl der Alkylketten, thermotropoe flüssigkristalline Eigenschaften. Alle flüssigkristallinen Verbindungen dieses Typs zeigen in der Mesophase unter dem POM Texturen, die für diskotische Moleküle charakteristisch sind.
Zusätzlich wurden die solvatochromen Eigenschaften durch UV-Vis- und Fluoreszenzspektroskopie untersucht sowie die Quantenausbeuten der Chromophore in Lösemitteln unterschiedlicher Polarität bestimmt. Weitergehend wurde zusätzlich das Absorptions- und Fluoreszenzverhalten im Festkörper anhand dünner Filme analysiert.
Durch die erstmalige Synthese von 5-dialkoxythiophensubstituierten 2H-Tetrazolen ist es gelungen, ein Syntheseprotokoll zu entwickeln, welches das Spektrum an substituierten Tetrazolen erweitert. Durch Umsetzung mit Cyanurchlorid können diese zu Tristriazolotriazinen (TTTs) umgesetzt werden und stellen die bis dato ersten Vertreter dieser Art mit heteroaromatischen Flügelgruppen dar. Die nach einer Methode von Huisgen gebildeten TTTs mit tangentialer Ausrichtung der Flügelgruppen zum Molekülzentrum können durch thermische Isomerisierung in TTTs mit radialer Ausrichtung der Flügelgruppen umlagert werden. Der dokumentierte zeitliche Verlauf der Umlagerung sowie DFT Rechnungen zu den einzelnen Zwischenprodukten stützen den von Tartakovsky postulierten Mechanismus. Die optischen Eigenschaften der TTTs vor und nach der thermischen Isomerisierung wurden zusätzlich im Rahmen dieser Arbeit bestimmt.