“Síntesis de Oligofenilenos Modificados con Cadenas Oxialquílicas y Grupo CN y Estudio de sus Propiedades de Cristal Líquido y Luminiscencia”.

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M.C. MARÍA DE LA LUZ MOTA GONZALEZ

 

Resumen

Se desarrollaron oligómeros de tipo terfenileno y pentafenileno simétricos y asimétricos mediante la reacción de acoplamiento cruzado de Suzuki-Miyaura empleando paladio (0) como catalizador. El interés por estudiar estos oligómeros se originó por las excelentes propiedades de cristal líquido y de luminiscencia; estas últimas al ser excitadas con luz UV-visible. Este tipo de moléculas han sido estudiadas anteriormente como precursores en el desarrollo de polímeros, sin embargo, en este trabajo de tesis se propuso estudiarlas como moléculas finales ya que, a diferencia de los polímeros, presentan transiciones de fase en intervalos de temperatura más angostos y de menor temperatura. En estas moléculas se introdujo el grupo funcional ciano (CN) con el fin de desacoplar los oligofenilenos, los cuales presentan fuertes interacciones-π, esto se vio reflejado en las propiedades mesomórficas.

También se estudió el efecto de la deslocalización electrónica sobre las propiedades ópticas por efecto del grupo CN; el efecto observado fue un desplazamiento en la longitud de onda del máximo de absorción por la técnica UV. Los productos sintetizados fueron debidamente recristalizados o purificados por cromatografía usando columnas empacadas con sílica-gel. Todos los productos fueron caracterizados por resonancia magnética nuclear de protón (1H RMN), análisis termogravimétrico (TGA) para determinar la estabilidad térmica de cada material, seguido del análisis de las propiedades termotrópicas mediante las técnicas: calorimetría de barrido diferencial (DSC), microscopía óptica de luz polarizada (POM), y difracción de rayos X (ORX) de polvos. También se llevaron a cabo estudios por FT-IR y UV-vis para completar el análisis químico y estudiar las propiedades de absorción de luz. Todas las técnicas en su conjunto permitieron fundamentar la obtención adecuada de las moléculas esperadas, además de estudiar el desarrollo y tipo de mesofases líquido cristalinas en aquellas moléculas en las que se observó mesomorfismo.

Los principales resultados indican que los compuestos se obtuvieron con la estructura química y pureza requeridas (1H RMN y FTIR). Por TGA se observó una alta estabilidad térmica de las moléculas, que se vio ligeramente afectada por la variación en la longitud de las cadenas oxialquílicas laterales, mientras que la inclusión del grupo CN no tuvo efecto sobre esta propiedad.

Por DSC se observó que la mayoría de los materiales sintetizados presentan polimorfismo (propiedades de cristal líquido), lo cual fue corroborado por POM. Por estas dos últimas técnicas se logró determinar que el oligómero T12-12CN mostró dos transiciones térmicas de primer orden entre 47 y 166°C, lo cual indicó la presencia de una mesofase estable en un amplio intervalo de temperatura (aprox. 118°C). Este oligómero resultó ser uno de los más interesantes debido a la baja temperatura en la que se presenta la mesofase, la cual además es de alta fluidez. Lo anterior se corroboró por POM al mostrar una textura tipo esméctico de bajo orden, la cual es de alta movilidad molecular. Este resultado es sumamente interesante ya que se trata de un compuesto no reportado, el cual contiene un grupo ciano en su estructura que contribuyó a la alta estabilidad de la mesofase, además de que permite modular la longitud de onda de absorción/emisión del oligofenileno.

Cabe señalar que la alta estabilidad de la mesofase facilita la inducción de una orientación molecular a partir de un proceso de enfriamiento contralado en películas delgadas depositadas sobre substrato preorientado, lo cual es de interés para aplicaciones futuras en dispositivos emisores de luz polarizada.

 

“Síntesis de Oligofenilenos Modificados con Cadenas Oxialquílicas y Grupo CN y Estudio de sus Propiedades de Cristal Líquido y Luminiscencia”.

 


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