Síntese, caracterização e estudo de novos cristais líquidos curvados e/ou policatenares derivados de chalcona e cianopiridina

Abstract

Nesta tese são descritas a síntese, a caracterização e os estudos das propriedades térmicas, mesomórficas e ópticas de três novas séries de compostos curvados e policatenares curvados derivadas de chalcona e cianopiridina. Os compostos sintetizados tiveram suas estruturas e purezas confirmadas através de técnicas espectroscópicas de IV, RMN 1H e 13C, ponto de fusão e espectrometria de massas. As propriedades térmicas e mesomórficas foram investigadas por MOLP, DSC, TGA e DRX. Simultaneamente as propriedades fotofísicas foram estudadas em solução através de espectroscopia de absorção UV-vis e emissão de fluorescência. As moléculas alvo foram divididas em três séries de compostos, de acordo com a anisometria empregada. Desta forma um estudo sistemático do efeito das modificações estruturais sobre as propriedades térmicas, mesomórficas e fotofísicas dos materiais pode ser aprofundado. Foram sintetizados e estudados nove compostos inéditos, em estruturas policatenares curvadas e/ou curvadas alongadas objetivando-se obter cristais líquidos com mesomorfismo colunar, ou mesofases altamente organizadas e polares para as estruturas alongadas. Destes, quatro apresentaram comportamento líquido cristalino conforme esperado com mesomorfismo colunar hexagonal (Colh) à temperatura ambiente e ainda mesofases do tipo banana. Todos os compostos apresentaram boa estabilidade térmica, decompondo-se acima de 260 °C. Cinco dos compostos finais apresentaram fluorescência na região do azul (371 ? 372 nm) e bons rendimentos quânticos entre 18 e 27%. A alteração da anisometria pouco influenciou nas propriedades ópticas, fazendo com que o heterociclo cianopiridina entre unidades p-conjugadas, seja uma boa alternativa para a construção de novos materiais líquido cristalinos luminescentes. <br>

Abstract : In this thesis are described the synthesis, characterization and study of thermal, mesomorphic and optical properties of three new series of bent-shaped and polycatenar bent-shaped compounds derived from chalcone and cyanopyridine. The synthesized compounds had their structures and purity confirmed by spectroscopic techniques IR spectroscopy, 1H and 13C NMR, melting point and HRMS. The thermal and mesomorphic properties were investigated by MOLP, DSC, TGA and XRD. Simultaneously the photophysical properties of some compounds were studied in solution by UV-vis absorption and emission spectroscopy. Target compounds were divided in three series, according to anisometry used. Thus the systematic study of the effect of structural changes on the thermal, mesomorphic and photophysical properties of materials can be further investigated. Nine new compounds were synthesized and studied, in polycatenar bent-shaped and /or bent-shaped elongated, in order to obtain compounds forming columnar phases, or with highly organized and polar phases. Of these, four compounds showed liquid crystalline behavior as expected with columnar phases (Colh) at room temperature and banana phases. All compounds exhibited high thermal stability above 260 °C. Five of the final compounds showed fluorescence in the blue region (371 ? 372 nm) and good quantum yields between 18 and 27 %. The alteration of anisometry, had little influence on the optical properties, causing the cyanopyridine heterocycle among p-conjugated units is a good alternative to building new liquid crystalline luminescent materials.