Authors:	Röder, Nico
Title:	Tetrakisoxadiazolylphenylpyrazine: andreaskreuzförmige, fluoreszierende Flüssigkristalle
Online publication date:	21-Sep-2018
Year of first publication:	2018
Language:	german
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. Liquid crystals encounter us in many areas of everyday life and have revolutionized technologies such as displays. For the first time, mesogens with tetraphenylpyrazine nuclei have been synthesized. Their wing groups are linked via 1,3,4-oxadiazoles with alkoxyphenyl-substituted aromatics. The tetrakisoxadiazolylphenylpyrazines (TOPP) prepared via a convergent synthesis of 2H-tetrazoles and tetrakischlorocarboxyphenylpyrazine were formed by a modified method from Huisgen. The liquid-crystalline properties were toughly investigated by means of polarization microscopy, dynamic differential calorimetry, thermogravimetric analysis and wide-angle X-ray scattering. 16 of the 21 synthesized new TOPPs exhibit thermotropic liquid crystalline properties due to the length, position and number of the alkyl chains. All liquid crystalline compounds of this type show textures in the mesophase under the POM, which are characteristic of discotic molecules. In addition, the solvatochromic properties were investigated by UV-Vis-and fluorescence spectroscopy as well as the quantum yields of the chromophores in solvents of different polarity. Further, the absorption and fluorescence behavior in the solid was analyzed by thin films. The first-time synthesis of 5-dialkoxythiophene-substituted 2H-tetrazoles has succeeded in developing a synthesis protocol which extends the spectrum of substituted tetrazoles. By reaction with cyanuric chloride, these can be converted to tristriazolotriazines (TTTs) and are the first representatives of this type hitherto with heteroaromatic wing groups. The TTTs formed by a method of Huisgen with tangential orientation of the wing groups to the molecular center can be rearranged by thermal isomerization in TTTs with radial alignment of the wing groups. The documented temporal evolvement of the rearrangement as well as DFT calculations on the individual intermediates support the mechanism postulated by Tartakovsky. The optical properties of the TTTs before and after the thermal isomerization were additionally determined in this work.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-1155
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000023076
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	203, CXXXVI Seiten
Appears in collections:	JGU-Publikationen