Yeni organik sıvı kristal bileşiklerin hazırlanması ve bazı optik özelliklerinin incelenmesi
The preparation of new organic liquid crystal compounds and investigation of their some optical properties
Yazar: SAİT MALKONDU
Danışman: DOÇ. DR. AHMET KOÇAK
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışma, mezojenik birim içeren ve içermeyen bazı makromoleküllerin sentezini, yapısal karakterizasyonunu ve sıvı kristal özelliklerinin incelenmesini içermektedir.
Başlangıç maddeleri olarak difenik asit ve tris(2-aminoetil)amin kullanıldı. Öncelikle, difenik asidin 4,4?-poziyonları bromlandı. Elde edilen bileşik (2) metil alkol ile esterleştirildikten sonra, LiAlH4 ile dialkol türevine (4) indirgendi. Dialkol türevi (4), tri- veya tetra-etilen glikol p-ditosilat (5 veya 6) ile halkalaştırılarak dibromo taç eter türevleri (7a,b) hazırlandı. Diğer taraftan, fenolik bileşiklerin (8a-c)     O-alkilasyonundan sonra, bromoaril-alkil eterlerin (9a-f) n-butillityum ve trimetilborat ile etkileştirilmesiyle boronik asit türevleri (10a-f) elde edildi. Arilbromür türevleri (7a,b) ile boronik asit türevlerinin (10a-f) Pd(PPh3)4 katalizörlüğünde Suzuki çapraz kenetlenmesi aracılığıyla p-kuaterfenil taç eter türevleri (11a-f) sentezlendi. Ayrıca, difenik asidin 4,4?-poziyonları nitrolandı. Dinitro difenik asit türevi (12) metil alkol ile esterleştirildikten sonra, diamino diester türevine (14) indirgendi. Bileşik 14 diazonyum katyonu üzerinden difenol diester türevine (15) dönüştürüldü ve sonrasında bifenil-bisalkil eter türevleri (16a,b) elde edildi. Benzer şekilde, bileşik 14 ile bromo alkiloksi-1,1'-bifenil-4-karbonitril türevlerinin (17a,b) O-alkilasyonu aracılığıyla lineer dimerik siyanobifenil türevleri (18a,b) elde edildi.  Ayrıca, arilbromo taç eter türevi (7a), PdCl2(dpff)2 katalizörlüğünde bis(pinakolato)dibor reaktifi ile etkileştirilerek aril boronik asit bispinakol ester türevine (19), ardından hidrolizlenerek bisfenol türevine (20) dönüştürüldü. Bisfenol türevi (20) ile bromo hekziloksi-1,1'-bifenil-4-karbonitril türevi (17b) ile etkileştirilerek, dimerik siyanobifenil taç eter türevi (21) sentezlendi.
Diğer çıkış maddesi, tris(2-aminoetil)amin, Schiff bazı kondensasyonu aracılığıyla 4-hidroksibenzaldehit ile trisfenol türevine (22) dönüştürüldü. Trisfenol türevinin (22) bromo alkiloksi-1,1'-bifenil-4-karbonitril türevleri (17a,b) ile DMF içerisinde etkileştirilmesiyle trimerik siyanobifenil türevleri (23a,b) sentezlendi. Hazırlanan bileşiklerin yapıları NMR, FT-IR, DSC, TG ve elementel analiz teknikleri ile aydınlatıldı. Sıvı kristal bileşiklerin, faz dokuları ve faz türleri polarize optik mikroskop aracılığıyla belirlendi.

Abstract:
The present study includes the synthesis, structural characterization and investigation of the liquid crystalline properties of some macromolecules having mesogenic unit ether or not.
Diphenic acid and tris(2-aminoethyl)amine were used as starting materials. Firstly, 4,4?-positions of diphenic acid were brominated. The obtained compound (2) was esterified with methyl alcohol and then reduced to a dialcohol derivative (4) by LiAlH4. Dibromo crown ether derivatives (7a,b) were prepared by the cyclization of the dialcohol derivative (4) with tri- or tetra-ethylene glycol p-ditosylate (5 or 6). On the other hand, boronic acid derivatives (10a-f) were obtained from the reaction of bromoaryl-alkyl ethers (9a-f) with n-butyllithium and trimethyl borate after the O-alkylation of phenolic compounds (8a-c). p-Quaterphenyl crown ether derivatives (11a-f) were synthesized by the Suzuki cross-coupling of aryl bromides (7a,b) with boronic acid derivatives (10a-f) under the catalyzing of Pd(PPh3)4. Besides, 4,4?-positions of diphenic acid were nitrated. After a dinitro diphenic acid derivative (12) was esterified with methyl alcohol, it reduced to a diamino diester derivative (14). Compound 14 was converted to a diphenol diester derivative via diazonium cation and then, biphenyl-bisalkyl ether derivatives (16a,b) were obtained. Similarly, linear dimeric cyanobiphenyl derivatives (18a,b) were obtained by the O-alkylation of compound 14 with a bromo alkyoxy-1,1?-biphenyl-4-carbonitrile derivative (17a,b). Additionally, an arylbromo crown ether derivative (7a) was converted to an aryl boronic acid bispinacol ester derivative (19), subsequently to a bisphenol derivative (20) by the hydrolysis. Dimeric cyanobiphenyl crown ether derivative (21) was synthesized by treating the bisphenol derivative (20) with the bromo hexyloxy-1,1?-biphenyl-4-carbonitrile derivative (17a).
Tris(2-aminoethyl)amine, another starting material, was converted to a trisphenol derivative (22) by the Schiff base condensation with 4-hydroxybenzaldehyde. Trimeric cyanobiphenyl derivatives (23a,b) were synthesized by the treating of the trisphenol derivative (22) with the bromo alkyloxy-1,1?-biphenyl-4-carbonitrile derivatives (17a,b) in DMF. The structures of the prepared compounds were characterized by NMR, FT-IR, DSC, TG and elemental analysis techniques.  Textures and phase types of liquid crystal compounds were determined by polarized optical microscope.