Hochgeordnete kolumnare Strukturen von Hexa-peri-hexabenzocoronenen – Synthese, Röntgenbeugung und heteronucleare Multiquanten-Festkörper-NMR-Untersuchungen
✍ Scribed by Andreas Fechtenkötter; Kay Saalwächter; Martha A. Harbison; Klaus Müllen; Hans Wolfgang Spiess
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 1999
- Tongue
- English
- Weight
- 144 KB
- Volume
- 111
- Category
- Article
- ISSN
- 0044-8249
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✦ Synopsis
Die Herstellung neuer Funktionsmaterialien stellt Anforderungen an eine geschickte Strukturentwicklung und eine gezielte Synthese der Ausgangsverbindungen in hohen Ausbeuten. Darüber hinaus werden Methoden benötigt, die eine eindeutige Charakterisierung ihrer Überstrukturen im Festkörper ermöglichen. [1] Eine interdisziplinäre Verknüpfung verschiedener moderner physikalischer Charakterisierungsmethoden, eng verbunden mit der präparativen Arbeit, ist eine wichtige Voraussetzung. In dieser Arbeit zeigen wir das Ergebnis einer solchen Zusammenarbeit anhand der Entwicklung neuer kolumnarer Strukturen.
Hexa-peri-hexabenzocoronene (HBC) 1 mit langkettigen Alkylsubstituenten, z. B. C 12 H 25 (HBC-C 12 , 1 a) oder C 14 H 29 , sind auf Grund des ungewöhnlich groûen Stabilitätsbereichs ihrer flüssigkristallinen Phasen und ihrer bemerkenswerten physikalischen, elektronischen und optoelektronischen Eigenschaften von groûer Bedeutung. Ein Beispiel hierfür ist die sehr hohe eindimensionale Ladungsträgerbeweglichkeit. [2] Zusätzlich hat HBC-C 12 die Fähigkeit, Adsorbatschichten auf Graphit zu bilden, die z. B. mittels Raster-Tunnel-Mikroskopie (STM) untersucht werden konnten. [3] Diese substituierten HBCs bilden kolumnare Flüssigkristalle, [4] in denen der aromatische Kern eine schnelle axiale Rotation im ms-Bereich vollführt. Festgestellt wurde jedoch auch, daû der Ordnungsparameter der Scheiben, S 0.84, merklich kleiner ist als bei anderen kolumnaren Diskoten. [5] Da eine hohe Mobilität und eine niedrige Ordnung die Ladungsträgerbeweglichkeit begrenzen, haben wir uns zum Ziel gesetzt, eine weniger mobile Mesostruktur mit gleichzeitig verbesserter hexagonaler kolumnarer Ordnung zu synthetisieren. Auf Basis dieser Überlegungen wurden Phenylringe zwischen die planare HBC-Scheibe und die äuûeren Alkylketten eingeschoben. Im folgenden berichten wir nun über die Synthese von Hexa(para-dodecylphenyl)-substituiertem HBC (HBC-PhC 12 , 1 b) und die Untersuchung von Ordnung und Mobilität in der Mesophase durch Röntgenbeugung und Festkörper-NMR-Spektroskopie. Die Synthese von HBC-PhC 12 ist in Schema 1 dargestellt. Zunächst wurde dabei in einer Grignard-Reaktion nach Kumada, katalysiert mit [PdCl 2 (dppf)] [6] (dppf 1,1'-Bis(diphenylphosphanyl)ferrocen), 4,4'-Dibromtolan 2 mit 4-Dodecylphenylmagnesiumbromid umgesetzt. Diese Reaktion lieferte Di(4-dodecylbiphenyl)acetylen 3 in 75 % Ausbeute.