Synthesen und ungewöhnliche Mesophasensequenzen von Kohlenwasserstoffen eines neuartigen Typs nicht-calamitischer Flüssigkristalle

Abstract

Mehrere Vertreter einer neuen Familie thermotroper, nicht-calamitischer Flüssigkristalle, die p-substituierten, biaxialen und zentrosymmetrischen 1,2,3,5,6,7-Hexakis(phenylethinyl)naphthaline 3a-f, wurden in einer Pd-kataly-sierten CC-Kupplungsreaktion aus dem entsprechenden Hexabromnaphthalin und verschiedenartig monosubstituiertem Acetylen (2a-f) synthetisiert. Diese Synthesemethode stellt ein vielversprechendes, ‘Lego-artiges’ Aufbauprinzip für Mesogene mit flächendeckenden, hoch ungesättigten und konjugierten π-Systemen als neuen Typ von ‘Super-disc-Kernen’ dar. Die stabilen Mesophasenbereiche von 3a-f reichen von c. 42 bis 180 K. Mit einer Ausnahme (3a) zeigen alle neuen Verbindungen eine stabile, fluide N_D-Phase. Während ein Kohlenwasserstoff dieser Serie (3e) sowie der Hexaether 3f nur eine Mesophase ausbilden, zeigen die vier Kohlenwasserstoffe 3a-d Multimesomorphismus mit einer inversen Phasen-sequenz (C → N_D → 2 D → I) bei den mittleren Homologen 3b-d. Beim schnellen Heizen der N_D-Phase des Kohlenwasserstoffs 3d ist kurzfristig eine instabile reentrant-isotrope Phase zu beobachten, die sich in eine columnare Mesophase umwandelt. der Vergleich der Kohlenwasserstoffe 3a-e mit dem Hexaether 3f läßt erstmals bei nicht-calamitischen Flüssigkristallen schlüssig einen elektronischen Effekt von Sauerstoffatomen, den Bindegliedern zwischen den leicht polarisierbaren ‘Super-disc-Kernen’ und den Lateralfunktionen, auf die Stabilität ihrer N_D-Phasen nachweisen. Sauerstoffatome in diesen Positionen stabilisieren die N_D-Phase, oder, mit anderen Worten, destabilisieren columnare Mesophasen.