Avaliação térmica e estrutural de novos cristais líquidos derivados do anel isoxazol

Abstract

O presente trabalho descreve a síntese e a caracterização de três séries de moléculas na forma banana contendo os anéis isoxazolina e isoxazol. Foram avaliados parâmetros estruturais como o tamanho da cauda e o tipo de núcleo curvo. Metodologias clássicas de síntese foram empregadas na preparação dos compostos finais, sendo a reação de cicloadição [3+2] 1,3-dipolar a etapa chave da rota sintética. A caracterização térmica e estrutural dos compostos foi realizada por MOLP, DSC, DRX e voltagem triangular. Os resultados mostraram que o aumento da cauda nos compostos contendo o anel benzeno como núcleo central e derivados do isoxazol promove a formação de mesofases polares. A mudança do núcleo benzeno para os heterociclos furano e tiofeno em derivados contendo cadeia alquílica composta de oito carbonos não se mostrou uma alternativa promissora, devido à insolubilidade desses compostos e suas altas temperaturas de transição. Todos os intermediários contendo o grupo nitro e o grupo amino derivados do anel isoxazol apresentaram comportamento líquido cristalino, com exceção das estruturas contendo cadeia alquílica composta de apenas um carbono. Os compostos 5e e 7e foram analisados por DRX, permitindo a caracterização da mesofase SmA. A presença do grupo nitro polar promove a formação de fases esméticas interdigitadas, enquanto a presença do grupo amino promove a formação de fases monotrópicas com arranjo em bicamada.

The present work describes the synthesis and characterization of three series of banana shaped molecules containing isoxazoline and isoxazole rings. It was evaluated structural parameters such as the tail size and bent core type. Classical synthetic methodologies were employed in the preparation of the target compounds. The [3+2] 1,3-dipolar cycloaddition was a key step of the synthetic route. Thermal and structural characterization of the compounds was carried out by POM, DSC, XRD and triangular voltage. The results showed that the increase of the tail in the compounds containing the benzene ring as a central core and isoxazole derivatives promotes the formation of the polar mesophases. The change of the benzene core to furan and thiophene heterocycles in derivatives containing alkyl chains of eight carbons did not demonstrated to be a promising alternative, due to the insolubility of these compounds and their high transition temperatures. All intermediates containing nitro and amine groups derived from the isoxazole ring displayed liquid crystalline behavior, except the structures containing alkyl chains with one carbon. The compounds 5e and 7e were analyzed by DRX, enabling the characterization of the SmA mesophase. The presence of the polar nitro group furthers the formation of the interdigitated smetic phases, while the presence amine group furthers the formation of the monotropic phases with bilayer arrangement.