Влияние объемных заместителей на мезоморфные свойства и стеклообразование дискотических замещенных порфиразина

• Автор: Жарникова, Наталия Валерьевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Надмолекулярная структура каламитных термотропных мезогенов.

1.2. Лиотропные жидкие кристаллы каламитных мезоге

1.3. Жидкие кристаллы дискотических молекул.

1.4. Стеклующиеся мезогены

1.5. Критерии мезогенности дискообразных молекул

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Исследуемые вещества и растворители

2.2. Методы исследования и оборудование.

ГЛАВА III. ТЕРМОТРОПНЫЙ МЕЗОМОРФИЗМ ЗАМЕЩЕННЫХ ПОРФИРАЗИНОВ С ОБЪЕМНЫМИ ЗАМЕСТИТЕЛЯМИ
3.1. Термотропный мезоморфизм тетразамещенных фталоциани
нов с объемными заместителями.
3.2. Термотропный мезоморфизм замещенных порфиразинов с объемными заместителями.
3.3. Индукция вариация мезоморфного состояния у замещенных порфиразинов, содержащих объемные заместители.
ГЛАВА IV. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ МЕЗОГЕННОСТИ И ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА В ЗАСТЕКЛОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ У ДИСКОТИЧЕСКИХ ЗАМЕЩЕННЫХ ФТАЛОЦИАНИНОВ НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПАРАМЕТРОВ.
4.1. Построение моделей мезогенных и немезогенных замещенных фталоцианинов с объемными заместителями. Расчет и анализ молекулярных параметров.
4.2. Поиск молекулярных параметров дискотических мезогенов со
стеклующимися мезофазами
ГЛАВА V. ВОЗМОЖНОСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗАМЕЩЕННЫХ ФТАЛОЦИАНИНОВ С ОБЪЕМНЫМИ ЗАМЕСТИТЕЛЯМИ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ. 1
ЛИТЕРАТУРА


Жидкокристаллическое состояние вещества по степени упорядочения структуры занимает промежуточное положение между изотропной жидкостью и кристаллическим состоянием 2. Впервые жидкокристаллическое, или мезоморфное, состояние описали в конце XIX века австрийский ботаник Ф. Рейнитцер и немецкий физик О. Леман 3. В настоящее время известно несколько тысяч органических соединений, образующих жидкие кристаллы ЖК, и число этих соединений непрерывно растет 3, 4. Характерной особенностью этих веществ является то, что в определенном интервале температур одновременно им присущи и свойства жидкостей текучесть и свойства твердых кристаллов анизотропия свойств 5. Рис. Рис. Примеры каламитных и дискотических молекул. ЖК и действие растворителя лиотропные ЖК. Термотропные ЖК подразделяются на энантиотропные мезофазы, образующиеся как при нагревании, так и при охлаждении вещества, и монотропные мезофазы, которые наблюдаются только при охлаждении. Кристаллическая фаза плавится в мезофазу. Затем мезофаза при более высоких температурах просветляется в изотропную жидкость температура, при которой образуется переход мезофаза изотроп, называется температурой просветления. Некоторые ЖК способны проявлять полиморфизм. Лиотропные ЖК образуются в бинарных и многокомпонентных системах мезогенных и немезогенных соединений под действием растворителей и температуры 6 8. Классификация жидких кристаллов применительно к каламитным мезогенам была разработана в начале XIX века французским физиком Г. Фриделем 9. Он разделил термотропные жидкие кристаллы по признаку симметрии на два типа нематические от греческого слова угра нить и смектические 8т от греческого слова стцщра мыло. В свою очередь нематические жидкие кристаллы разделяются на собственно нематические и холестерические СЬ или хиральные М жидкие кристаллы. Схематическое расположение молекул в нематической фазе ЖК представлено на рисунке 1. При наблюдении текстуры нематического жидкого кристалла, помещенного между скрещенными николями, в поляризационном микроскопе на фоне ярко окрашенных участков видны темные нити, являющиеся границами резкого изменения ориентации молекул. Эти нарушения ориентации называются линиями дисинклинаций. Такие текстуры наблюдаются в толстых слоях и в препаратах без покровных стекол. Рис. Схематическое представление упаковки молекул в ЖК ,. Нематические жидкие кристаллы обладают осью симметрии бесконечного порядка и поэтому являются одноосными. Молекулы в таком кристалле ориентированы неполностью. Обычно переход из кристаллической в нематическую фазу связан с изменением энтальпии, которая в раз больше по сравнению с переходом нематика изотроп I. Нематическая фаза может быть образована либо ансамблем одинаковых молекул, обладающих зеркальной симметрией, либо рацемической смесью правой и левой форм оптически активных молекул. Если в смеси преобладает одна из форм, то образуется хиральная нематическая фаза от греческого слова дар рука. Наряду с дальним ориентационным порядком в объеме имеется пространственное изменение директора i приводящее к возникновению винтовой структуры Рис. Ориентация длинных осей молекул в соседних плоскостях, перпендикулярных оси винта, отличается на небольшой угол. Ось винта направлена вдоль оси , и а . Директор п совершает полный оборот на длине р 2л 0, называемой шагом винтовой структуры. Знак величины 0 отличает правый и левый хиральные нематики. Т.к. Поскольку к этому классу нематиков принадлежат многие производные холестерина, вместо названия хиральный нематик часто используется название холестерик . Спиральная упаковка молекул в этой мезофазе причина ее уникальных оптических свойств, а именно, селективного отражения циркулярного поляризованного света и оптической активности, в тысячи раз превышающей величину, известную для обычных оптически активных веществ 3. Молекулы, не обладающие оптической активностью, или рацемические смеси мезогенов, образуют пространственную спираль с бесконечно большим шагом, что соответствует истинному нематику. Существует несколько видов мезофаз, называемых смектическими. Обычно они обладают большей вязкостью, чем нематическая фаза.