Síntese de moléculas com estrutura curvada derivadas dos heterociclos 1,2,4-oxadiazol e 1,3,4-oxadiazol capazes de apresentar mesomofismo

Abstract

Neste estudo, a síntese, caracterização e propriedades mesomórficas de dezenove novas moléculas, com estrutura curvada contendo duas unidades de 1,2,4-oxadiazol ou 1,3,4-oxadiazol, são relatadas. A fim de compreender a relação entre a estrutura molecular e o comportamento mesomórfico, moléculas contendo uma variedade de substituintes polares (por exemplo, -I, -NO2, -NH2, -OH) no núcleo rígido central foram preparadas. O mesomorfismo foi caracterizado por DSC e MOLP e a natureza das mesofases foi estabelecida através de estudos de DRX. Quatro compostos da série 1,2,4-oxadiazol exibiram a fase Colh, por outro lado a série 1,3,4-oxadiazol apresentou um composto com fase SmA e quatro com fase Colh. A força motriz para a auto-montagem das mesofases discóticas observadas pode ser explicada pela microssegregação entre as partes polares e as partes alifáticas, produzindo um dímero, trímero ou tetrâmero dentro de um único disco. As propriedades fotofísicas dos compostos foram avaliadas em solução e em estado sólido. Os compostos contendo 1,2,4-oxadiazol apresentaram fraca fluorescência azul em solução (.em max = 350-450 nm) com rendimentos quânticos de fluorescência (FF) de 0,03 a 0,19 e deslocamento de Stokes entre 85 e 189 nm. Por outro lado, os compostos contendo 1,3,4-oxadiazol exibiram melhores resultados de fluorescência azul em solução (.em max = 369-409 nm) com rendimentos quânticos de fluorescência (FF) de 0,02 a 0,64 e deslocamento de Stokes entre 59 e 92 nm.

In this study, the synthesis, characterization, and mesomorphic properties of nineteen new molecules with curved structure, containing two units of 1,2,4-oxadiazoles or 1,3,4- oxadiazoles are reported. In order to understand the relationship between molecular structure and mesomorphic behavior of these novel materials containing a variety of polar substituents (i.e., -I, -NO2, -NH2, -OH) on the central rigid core were prepared. The mesomorphism was characterized by DSC and POM and the nature of the mesophases was established through XRD studies. Four compounds of 1,2,4-oxadiazole series exhibited Colh phase, on the other hand, 1,3,4-oxadiazole series presented one compound with SmA phase and four with Colh phase. The driving force for self-assembly of discotic mesophases observed can be explained by microsegregation between the aliphatic parts and the polar parts, producing a dimer, trimer or tetramer inside a single disc. The photophysical properties of the compounds, in solution and in solid state, were evaluated. The compounds, containing 1,2,4-oxadiazole showed weak blue emission in solution (ëem max = 350-450 nm) with quantum fluorescence yields (ÖF) from 0.03 to 0.19 and Stokes shifts between 85 and 189 nm. On the other hand, compounds containing 1,3,4-oxadiazole showed better results for blue fluorescence in solution (ëem max = 369-409 nm) and fluorescence quantum yields (ÖF) from 0.02 to 0.64 and Stokes shifts between 59 and 92 nm.