Направленный синтез и исследование мезоморфных свойств 2,7-дизамещенных 2,3,4,9-тетрагидро-1H-флуоренов, 1,4-бицикло[2.2.2]октанов и 1,8-трицикло[4.4.0.03,8]деканов (твистанов)

• Автор: Межнев, Василий Викторович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 198 с.

Оглавление
Введение.
Глава I. Молекулярный дизайн, синтез и мезогенные свойства производных алициклических соединений литературный обзор.

1.1 Общие сведения о жидких кристаллах.

1.2 Жидкокристаллическое состояние вещества.

1.3 Классификация жидких кристаллов.

1.4 Влияние молекулярной структуры на мезоморфные свойства

1.4.1 Молекулярный остов

1.4.2 Молекулярные спейсеры.

1.4.3 Терминальные заместители

1.4.4 Латеральные заместители.

1.5 Синтез ЖК соединений, содержащих алициклические фрагменты.
Глава II. Синтез производных 2Д4,9тетрагидро1флуорена, бицикло2.2.2октана и трицикло4.4.0.,8декана твистана
2.1 Синтез 2,7дизамещенных 2,3,4,9тетрагидро1Яфлуоренов.
2.1.1 Синтез замещенных 24бромфенил5алкилциклогекс1енов.
2.1.2 Образование 2,3,4,9тетрагидро1Яфлуореновой системы.
2.1.3 Синтез жидкокристаллических соединений, содержащих 2,3,4,9
тетрагидро1Яфлуореновый фрагмент
2.2 Синтез 1,4дизамещенных бициклооктанов и 1,8дизамещснных твистанов.
2.2.1 Синтез производных бициклооктана и твистана.
2.2.2 Прямое введение бициклооктанового и твистанового фрагментов в
ароматические системы.
2.2.3. Синтез жидкокристаллических соединений, содержащих
бициклооктановый и твистановый фрагменты
2.3 Мезоморфизм производных 2,3,4,9тетрагидро1Яфлуорена, бицикло2.2.2октана и трицикло4.4.0. 8декана твистана
2.3.1 Мезоморфизм производных 2,3,4,9тетрагидро1Яфлуорена
2.3.2 Мезоморфизм производных бициклооктана и твистана
Глава III. Экспериментальная часть.
Основные результаты и выводы.
Литература


В нематических ЖК имеется лишь ориентационный дальний порядок. Как и в смектических ЖК молекулы расположены параллельно друг другу, но в отличие от первых они не образуют слоев и могут смещаться в направлении длинных осей молекул. Нематика является наименее упорядоченной фазой термотропных ЖК, поэтому она ближе всего к изотропной жидкости рис. Рис. Смектический Кристалл Жил кий Кристал. Рис. ЖК выглядят, как мутные жидкости. Смектические ЖК в зависимости от типа упаковки молекул в слое имеют несколько полиморфных модификаций, обозначаемых А, В, С и т. Смектика А йтА оптически одноосна и положительна, т. Смектика В 5тВ отличается от смектики А гексагональной упаковкой центров тяжести молекул внутри слоя. Смектика С 8тС оптически двухосна и является наклонной формой смектики А. Смектика С, образованная из оптически активных молекул, называется хиральной 8тС, и в ней последующий слой повернут на некоторый угол относительно предыдущего таким образом, что образуется закрученная структура с шагом Р. При наличии ориентированных молекулярных диполей такая мезофаза обладает сегнетоэлектрическими свойствами, а сами вещества называются сегнетоэлектрическими или ферроэлектрическими. В холестерических ЖК имеется лишь ориентационный дальний порядок, однако его структура является закрученной, преимущественное направление длинных молекулярных осей описывает в пространстве спираль рис. Холестерическая фаза возникает в том случае, когда образующие ее молекулы не имеют элементов симметрии. Можно заранее предсказать, что холестерическая мезофаза образуется в том случае, если мезогенное соединение способно образовать нематическую мезофазу и его молекулы хиральны. Это приводит к тому, что вдоль молекулярных осей преимущественное направление молекул постепенно меняется и образуется спиралеобразная молекулярная ось. Такая спираль или, как ее называют периодическая решетка холестерика, удивительна тем, что четкое чередование в ней касается только ориентации молекул. Поведение же молекул в нематическом слое гораздо свободнее. Шаг спирали Р зависит от природы молекул и внешних воздействий. Закрутка осей молекул приводит к селективному отражению света, причем длина волны максимума отражения света меняется за счет изменения шага спирали, например, при небольшом изменении температуры или добавлении хиральной примеси. Шаг спирали сравним с длиной волны видимого света и составляет 00 нм. Рис. Холестерической эту фазу называют, потому что впервые она была обнаружена у производных холестерина. Холестерическую структуру имеют также смеси нематических ЖК с ХЖК или с небольшими количествами оптически активных добавок, а также типичные нематические ЖК, обладающие оптической активностью. Оптически активные нематические ЖК на нестероидной основе получили название хиральных нематиков. Рис. Кроме трех основных типов термотропных ЖК существуют и другие. Голубая фаза хиральных мезогенов может возникать между холестерической фазой и изотропной жидкостью обычно в узком температурном интервале лишь в несколько градусов. У голубых фаз есть регулярная трехмерная кубическая структура дефектов с периодами решетки нескольких сотен миллимикронов. Их структура представляет собой дважды скрученный цилиндр. Термотропная кубическая фаза обладает очень сложной трехмерной структурой. Ее молекулы часто сильно анизотропны и высоковязки. Кубическая фаза проявляется между смектиками А и С и имеет несколько разновидностей. Кубические фазы характеризуются дальним позиционным порядком, но без ориентационного порядка . Дискообразные молекулы ЖК могут ориентировать себя подобным слою способом, известным как дискотическая нематическая фаза. Она имеет ближний и дальний ориентационный порядок. Если слои укладываются в стеки, фазу называют дискотической колоночной. Сами колонки могут быть организованы в прямоугольные или шестиугольные, вертикальные или наклонные множества и имеют дальний порядок с двумерной решеткой рис. Так же возможно образование хиральной дискотической фазы, подобно хиральной нематической фазе. Рис.