Lineer bifenil üniteli bükülmüş molekül geometrisine sahip sıvı kristaller
Bent-core molecular shaped liquid crystals with linear biphenyl unit
Yazar: MERVE GÜNDOĞDU
Danışman: PROF. DR. BELKIZ BİLGİN ERAN ; PROF. DR. HALE OCAK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Sıvı kristaller, moleküler, supramoleküler ve makroskopik seviyelerde hem düzene, hem de hareketliliğe sahip olan malzemelerdir. Kendi kendine organize olabilme davranışları, uzun sıralı düzenleri, akışkanlıkları ve dikkat çekici elektro-optik özellikleriyle elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, sıvı kristallerin alışılmamış özellikleri, bu malzemeleri kontrollü ilaç salınım sistemleri, protein bağlama, fosfolipit etiketleme ve biyomedikal uygulamalarda kullanımları için çekici hale getirir. Son yıllarda, çevrilme davranışına sahip ve geleneksel çubuksu moleküllerin sergilediği sıvı kristal fazlarından farklı mesofazlar gösteren muz şekilli moleküllerin sentezi ön plana çıkmıştır. Bu moleküllerin sahip olduğu mesofazlar, elektro-optik özellikler nedeniyle ilgi çekicidir. Bükülmüş şekillerinden dolayı muz şekilli sıvı kristal moleküller moleküler, tabaka düzlemi iinde ve molekln uzun eksenine dik bir dipol momente sahiptir. Genel olarak, muz şekilli bir molekül, bükülmüş merkezi çekirdek, bağlayıcı grup, uç zincir ve yanal sübstitüentlerden oluşur. Her birim mesomorfizm üzerinde etkili rol oynar. Merkezi çekirdeğe bağlı sübstitüentlerin polaritesi ve büyüklüğü, simetrik olmayan yapı, uç zincirlerin türü ve uzunluğu gibi yapısal varyasyonlar, mesogenik özelliklerde önemli değişikliklere yol açar. Bu çalışmada; 4-Siyanoresorsinol merkezi çekirdek, 2-(Etil)hekziloksi dallanmış uç zincirle sonlandırılmış bifenil esaslı çubuksu ünite ve alkoksi uç zincir taşıyan benzoat esaslı üniteden oluşan yeni simetrik olmayan muz şekilli moleküllerin
dizaynı, sentezi, karakterizasyonu ve mesomorfik incelemesi gerçekleştirilmiştir. Moleküllerin alkoksi zinciri, zincir uzunluğunun mesogenik özellikler üzerindeki etkilerini araştırmak için sistematik olarak değiştirilmiştir. Yeni sentezlenen muz şekilli moleküllerin yapıları spektroskopik yöntemlerle (FT-IR, 1 H-NMR, 13CNMR) karakterize edilmiş, mesomorfik özellikleri polarizasyon mikroskobu (PM) ve diferansiyel tarama kalorimetrisi (DSC) ile incelenmiştir.

Anahtar kelimeler: Sıvı Kristaller, Muz Şekilli Moleküller, 2-(Etil)hekziloksi dallanmış zincir, bifenil esaslı çubuksu ünite

Abstract:
Liquid crystals are materials that have both order and mobility at the molecular, supramolecular and macroscopic levels. They are widely used in electronic devices by their self-assemble behaviour, long-range order, fluidity and remarkable electro-optical properties. In addition, the extraordinary properties of liquid crystals make these materials an attractive to use in controlled drug delivery systems, protein binding, phospholipid labelling and biomedical applications. In recent years, the synthesis of banana-shaped molecules, which have switching
behaviour and exhibit different mesophases than those of exhibited by traditional rod-like molecules, has come to the fore. The mesophases of these type of molecules are attractive due to their electro-optical properties. Because of their bent-core shape, banana-shaped liquid crystal molecules have a dipole moment in the molecular layer plane and perpendicular to the long axis of the molecule. Generally, a banana-shaped molecule consists of a bent central core, linking group, terminal chain and lateral substituents. Each unit give rise to drastic changes on the mesomorphism. The structural variations such as the polarity and size of substitutents attached to the central core, the non-symmetric structure, the type and length of terminal chains give rise to significant changes
on mesogenic properties. In this study, the design, synthesis, characterization and mesomorphic investigation of new non-symmetric banana-shaped molecules which are composed of a 4-Cyanoresorcinol central core, biphenyl based rod-like unit terminated with a 2-(Ethyl)hexyloxy branched chain and a benzoate based rodlike unit with alkoxy side chain have been carried out. The alkoxy chain of molecules have been changed systematically to investigate the effects of chain length on mesogenic properties. The structures of new banana-shaped molecules were characterized by spectroscopic methods (FT-IR, 1 H-NMR, 13C-NMR), and their mesomorphic properties were investigated by polarization microscopy (PM) and differential scanning calorimetry (DSC).

Keywords: Liquid Crystals, Banana Shaped Molecules, 2-(Ethyl)hexyloxy branched chain, biphenyl based rod-like unit