Flüssigkristalline Polyethermakrocyclen - Synthese und Eigenschaften von Flüssigkristallen mit außergewöhnlicher molekularer Struktur

Abstract

Die 'Verknüpfung' der Enden der terminalen Ketten konventionell aufgebauter calamitischer Flüssigkristalle führt zu cyclischen Dimesogen. Es wurden verschiedene makrocyclische Flüssigkristalle, die identische oder auch zwei verschiedene starre Strukturelemente (z.B. 4, 4'-Biphenyl-, p-Terphenyl-, Phenylpyrimidin-, and 2,5-Diphenyl-1,3,4-thiadiazol-) enthalten synthetisiert und deren Eigenschaften untersucht. Diese cyclischen Verbindungen besitzen stark erhöhte Phasenumwandlungstemperaturen als die der vergleichbaren konventinell aufgebauten calamitischen Flüssigkristalle. Der Typ der gebildeten flüssigkristallinen Phasen wird dabei von der Struktur der starren Strukturelemente bestimmt. Die Stabilität der flüssigkristallinen Phasen wird von der Länge und chemischen Natur der verbrückenden Ketten beeinflußt. Bei Zugabe des nicht mesogenen Elektronenakzeptors 2,4,7-Trinitrofluorenon (TNF) ist bei einigen Verbindungen die Induktion einer smektischen A-Phase zu beobachten.

'Joining' the ends of the terminal chains of conventional calamitic liquid crystals leads to mesogenic dimers with cyclic structure. Such macrocyclic liquid crystals incorporating indentical or two different types of calamitic structural units (e.g. 4, 4'-biphenyl-, p-terphenyl-, phenylpyrimidine-, and 2,5-diphenyl-1,3,4-thiadiazole-) were synthesised and investigated. These compounds exhibit significantly higher phase transition temperatures compared to the individual compounds. The type of mesophase formed by these macrocycles mainly depends on the structure of the aromatic rigid systems. The mesophase stability depends on the length of the linking polyether chains. Cyclophanes incorporating two different rigid cores have also been synthesised. It is especially interesting that liquid crystalline properties can be maintained also if a nonmesogenic unit is incorporated in the macrocycle. By doping with the non mesogenic electron acceptor 2,4,7-trinitrofluorenone (TNF) in some cases a smectic A phase is induced as consequence of charge transfer interactions.