Diskotische Flüssigkristalle mit Tristriazolotriazin-Core: Synthese, Eigenschaftsuntersuchungen und die tangential-radial-Isomerisierung

• Antragsteller: Professor Dr. Heiner Detert
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Afrika-, Amerika- und Ozeanienbezogene Wissenschaften
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263531867

• Erstellungsjahr: 2019

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Flüssigkristalline Tristriazolotriazine mit breiter Variation der Peripherie wurden synthetisiert und Struktur-Eigenschaftsbeziehungen ermittelt, insbesondere die Variation des Substitutionsmusters hat sehr großen Einfluß auf das Phasenverhalten. In einer homologen Reihe wurden Phasenbreiten (Col hex) von typisch über 100 K gefunden – bei nächsten Homologen erfolgte sprunghaft die Erweiterung der Phasenbreite auf über 200 K – durch eine zusätzliche rectanguläre Phase. Verzweigungen in den Seitenketten senken die Übergangstemperaturen. Mit Hilfe von Schwalbenschwänzen ist Flüssigkristallinität auch mit nur einer Flügelgruppe je Aromat möglich, jedoch ist die Position der Verzweigung von ausgezeichneter Bedeutung. Die thermische Umlagerung der nach Huisgen synthetisierten t-TTTs führt zu den radialen Isomeren, Donorsubstituierte TTTs lagern schneller um als elektroneutrale, die Umlagerung kann in engen Grenzen durch Protonen katalysiert werden. Die umgelagerten r-TTTs zeigen eine fast planare Struktur, die LC-Phasen sind viel schmaler als bei ihren Isomeren oder ver-schwinden völlig; andererseits konnten nicht-mesomorphe t-TTTs durch Isomerisierung zu Flüssigkristallen umgewandelt werden. Auf die optischen Eigenschaften hat die Isomerisie-rung nur geringen Einfluß. Leitfähigkeitsmessungen an umgelagerten r-TTTs, die sich auf oxidischen Oberflächen in homöotrop anordnen, zeigten für columar-diskotische Materialien typische Leitfähigkeiten. Alternative Zugänge zu t- und r-TTTs wurden gesucht, jedoch konnte keine präparativ nützliche Methode gefunden werden, dies liegt in Ausweichreaktionen und insbesondere in der die Reaktivität des Zentralkerns gegenüber Säuren und Basen begründet. Die Ergebnisse dieses Projektes sind in bisher sieben Publikationen veröffentlicht worden, die zentrale Publikation wurde von den Gutachtern als `highly important´ eingestuft so daß dieser Aufsatz als `Hot Paper´ veröffentlicht wurde. Als spin-off dieses Projektes wurden andere diskotische Sterne erzeugt, daraus sind zwei weitere Publikationen entstanden, eine davon wurde ebenfalls zum `Hot Paper´ erklärt.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Thermotropic Properties and Molecular Packing of Discotic Tristriazolotriazines with Rigid Substituents. Chemistry 20 2014 5000– 5006
  Thorsten Rieth, Tomasz Marszalek, Wojciech Pisula, Heiner Detert
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/chem.201400034)
• 3,5-Dialkoxy substituted triphenyl-tristriazolotriazines: fluorescent discotic liquid crystals. Mol Cryst Liq Cryst. 2015, 610, 89-99
  Thorsten Rieth, Stefan Glang, Dorothee Borchmann, and Heiner Detert
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1080/15421406.2015.1025210)
• 2,6,10-Trichloro-tris([1,2,4]triazolo)[1,5-a:1',5'-c:1'',5''-e]-1,3,5-triazine. IUCRData, 2018, 3, x180212
  D. Limbach, H. Detert, D. Schollmeyer
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1107/S2414314618002122)
• Auf die Anordnung kommt es an. Nachrichten aus der Chemie, 2018, 66, 1053-1056
  H. Detert
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/nadc.20184075553)
• Isomerisation of Liquid-Crystalline Tristriazolotriazines. Chemistry-A European Journal, 2018, 24, 93 – 96 ("Hot paper")
  Thorsten Rieth, Nico Röder, Matthias Lehmann, Heiner Detert
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/chem.201705095)
• Tristriazolotriazines – Luminescent Discotic Liquid Crystals. Eur. J. Org. Chem. 2018, 4501-4507
  H. Detert
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/ejoc.201800671)
• Synthesis, Thermal, and Optical Properties of Tris(5-aryl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)-1,3,5- triazines, New Star-shaped Fluorescent Discotic Liquid Crystals. Chemistry - Eur. J. 2019, 25, 15295-15304 ("Hot Paper")
  N. Tober, T. Rieth, M. Lehmann, H. Detert
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/chem.201902975)
• Tetrakis(oxadiazolylphenyl)pyrazines: New St. Andrew's Cross-Shaped Liquid Crystals. ChemPhysChem, 2019, 20, 463 –469
  N. Röder, T. Marzalek, D. Limbach, W. Pisula,H. Detert
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/cphc.201800936)
• Tristriazolotriazines with Azobenzene Arms - Acidochromic Dyes and Discotic Liquid Crystals. Eur. J. Org. Chem. 2019, 4688-4693
  M. Sperner, N. Tober, H. Detert
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/ejoc.201900665)