Planejamento, síntese e estudo de novos cristais líquidos luminescentes derivados da triazina

• Autor(a) principal: Silva, Fabrícia Nunes da
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFBA
• Texto Completo: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/39899
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::SINTESE ORGANICA; Cristais líquidos; Triazina; Matrizes anisotrópicas; Transição vítrea; Liquid crystals; Triazine; Anisotropic matrices; Glass transition

Nesse trabalho, foram projetadas, sintetizadas e caracterizadas duas séries de moléculas discóticas, uma série simétrica e a outra não simétrica, ambas derivadas do heterociclo s-triazina. A metodologia utilizada empregou inicialmente a trimerização de benzonitrilas em meio ácido e posteriormente a trifeniltriazina foi funcionalizada com um, dois ou três braços do tipo fenantril ou [4]helicenil a partir de reações de Perkin-Mallory. As moléculas finais foram planejadas com grupamentos do tipo éster de cadeia alquil curta para induzir as transições vítreas e também o mesomorfismo colunar. Todos os compostos foram amplamente caracterizados a partir de técnicas espectroscópicas e espectrométricas. As propriedades térmicas das moléculas finais foram investigadas por técnicas de DSC, TGA, MOLP e XRD. Os ésteres de triazina simétricos substituídos por fenantril e helicenil mostraram transições vítreas convenientemente acima da temperatura ambiente e dentro da fase cristal líquido colunar hexagonal, resultando em uma ordem colunar sólida à temperatura ambiente. Temperaturas de clareamento > 375°C foram registradas para os derivados de fenantril. Para o alinhamento ideal de um cristal líquido é importante que as temperaturas de fusão e clareamento sejam atingíveis, o que foi alcançado apenas para os derivados simétricos de helicenil (> 205°C) moderadamente não planares. Para contornar esse desafio, uma segunda série de moléculas não simétricas foi preparada a partir da funcionalização da trifeniltriazina com um ou dois braços fenantril ou helicenil, mas mantendo o grupo benzoato de metila na estrutura. As triazinas não simétricas também apresentaram comportamento líquido-cristalino colunar hexagonal, mas com temperaturas de clareamento inferiores (< 290°C). Transições vítreas também foram observadas em aproximadamente 70, 50, 40 e 0°C para os compostos não simétricos, dependendo do padrão de substituição. As propriedades fotofísicas foram avaliadas para as triazinas simétricas em solução e fase sólida. Os materiais apresentaram absorbância entre 272-342 nm e emissão entre 409-458 nm. O rendimento quântico médio foi de 22% para derivados de fenantril e 12% para helicenil. A partir dos dados fotofísicos foi possível inferir as energias do primeiro estado singleto excitado S1 de 3,31 eV para fenantrenos e de 2,95 eV para helicenos. Cálculos de DFT mostraram boa correlação entre os valores de energia experimentais e calculados para S1 e permitiram uma boa estimativa para T1. Os valores calculados para o orbital T1 das triazinas simétricas são próximos de 2,5 eV, portanto, esses materiais podem ser considerados como matrizes para emissores TADF que emitem luz na faixa verde-amarelo do espectro visível.