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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL E TÉRMICA DE NOVOS
DÍMEROS COM PROPRIEDADES LÍQUIDO-CRISTALINAS PARA
APLICAÇÃO EM MOSTRADORES TERMOCRÔMICOS.
Augusto Batista Zilli1; Dr. Rachel Faverzani Magnago2 (Orientador).
RESUMO
Foi realizada a síntese de intermediários e de composto final com propriedade de cristal
líquido, visando compostos termocrômicos aplicáveis, por exemplo, como películas
para janelas. Os intermediários preparados apresentam espaçadores de 2, 4 e 8 carbonos
interpostos por oxigênios, nas extremidades uma combinação de três anéis aromáticos,
sendo um anel tetrazol e dois grupos fenil. O aumento do número de carbono no
espaçador desestabilizou a molécula, reduzindo o ponto de fusão dos compostos
obtidos. O composto final 5a apresentou mesofase esmética A entre 113,0 a 90,0oC.
Palavras-chave: Dímero. Cristal-líquido. Termocrômico. Tetrazol.
INTRODUÇÃO
Por definição são chamados de cristais líquidos determinados materiais que
apresentam um estado físico da matéria compreendido entre o líquido e o sólido. Assim
compartilham propriedades de ambos os estados, são fluidos como os líquidos e
possuem certo grau de organização como os sólidos. A característica relevante desses
materiais é como eles se comportam recebendo estímulos como correntes elétricas,
exposição à luz e temperatura.
Com isso esses materiais vêm ganhando amplo espaço na área de pesquisa e
desenvolvimento de materiais, se tornando um grande atrativo para o mercado
apresentando diversas inovações e aplicações como em televisões de LCD e displays.
Sendo assim o projeto se encaixa neste grande nicho de pesquisa, focando na síntese de
determinados tipos de cristais líquidos visando à aplicação em membranas
termocrômicos, podendo ter um amplo aproveitamento na área de engenharia civil como
películas para janelas sensíveis a incidência de luz solar.
OBJETIVO GERAL
Sintetizar novos dímeros com propriedades líquido-cristalinas para a aplicação
em indicadores termocrômicos, e caracterização estrutural e térmica.
1 : Graduando de Engenharia Civil UNISUL; bolsista PIBIC
E-mail: [email protected]
2 : Professora Doutora em Química; Universidade do Sul de Santa Catarina;
E-mail: [email protected]
MÉTODOS
Para a obtenção dos cristais líquidos, o trabalho foi divido em etapas conforme
Figura 1, sendo 5a,b,c os intermediários alvo com 2, 4 e 8 carbonos interpostos por
oxigênios obtendo-se um espaçador entre os núcleos rígidos (anéis aromáticos) das
extremidades das moléculas. Na etapa final (e) foi realizada a reação de esterificação
entre o composto cloreto de 4,4'-(etano-1,2-diilbis(oxi))dibenzol (5a) e 4-(2-dodecil-2Htetrazol-5-il)fenol, previamente preparado, para obter o composto bis(4-(2-dodecil-2Htetrazol-5-il)fenil) 4,4'-(etano-1,2-diilbis(oxi))dibenzoate (6a).
Figura 1. Intermediários sintéticos preparados e moléculas alvos (6a,b,c). Condições
reacionais: a) NaOHaq e TsCl em THF; b) K2CO3, butanona, 4-hidroxibenzoato de
metila, refluxo; c) NaOHaq, etanol, refluxo; d) SOCl2, DMSO, refluxo; e) py, refluxo.
O intermediário 5a foi obtido diretamente pela reação de substituição
nucleofílica do 1,2-dibromoetano com 4-hidroxibenzoato de metila, seguido por
hidrólise básica do 4,4'-(etano-1,2-diilbis(oxi))dibenzoato de metila (3a) para formar o
diácido 4,4'-(etano-1,2-diilbis(oxi))dibenzoíco (4a), este sofreu reação com cloreto de
tionila levando ao cloreto de 4,4'-(etano-1,2-diilbis(oxi))dibenzol (5a).
A síntese do composto 6a foi realizada a partir do cloreto de 4,4'-(etano-1,2diilbis(oxi))dibenzol (5a) e 4-(2-dodecil-2H-tetrazol-5-il)fenol com rendimento de 23%.
Os compostos sintetizados tiveram suas estruturas confirmadas por RMN H, IV e ponto
de fusão, temperaturas de transição e as texturas dos compostos foram observadas e
registradas no microscópio Leitz Ortholux acoplado a uma placa de aquecimento
Mettler FPHF 82.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Todos os intermediários sintéticos foram obtidos com rendimento superior a
60% e foram caracterizados estruturalmente por IV e RMN H1, e por microscopia ótica,
sendo que nenhum apresentou mesomorfismo. O composto bis(4-(2-tetradecil-2Htetrazol-5-il)fenil)-4,4'-(etano-1,2-diilbis(oxi))dibenzoato
(6a)
foi
obtido
com
rendimento de 23% e apresentou mesomorfismo enantiotrópico, sendo que no
resfriamento do líquido isotrópico exibe a mesofase esmético A na faixa de 113,0 a
90,0oC, entrando no estado sólido cristalino. A mesofase exibida surge em virtude das
combinações dos núcleos rígidos tetrazol e fenil na molécula. O grupo éster estabiliza a
mesofase devido à conjugação entre unidade éster e anel aromático, mostrando-se eficaz
para contribuir na polarizabilidade, linearidade e rigidez das moléculas finais. O
comprimento molecular intercalando grupo rígido e cadeia flexível leva anisotropia
geométrica. O anel tetrazol contribuiu tanto para o aumento de anisotropia geométrica
como também na estabilização da mesofase devido o dipolo lateral gerado pelo grupo.
CONCLUSÃO
O composto final bis(4-(2-tetradecil-2H-tetrazol-5-il)fenil)-4,4'-(etano-1,2diilbis(oxi))dibenzoato (6a) obtido exibiu propriedade de cristal líquidos, esmético A na
faixa de 113,0 a 90,0oC. Também foram preparados os intermediários 5b,c em
quantidade suficiente para realizar a reação final, sendo que apresentaram rendimentos
entre 60-95% para as diferentes etapas.
BIBLIOGRAFIA
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AGRADECIMENTO
Laboratório de Cristais Líquidos, UFSC.
CNPq/PIBIC.