@phdthesis{Maier2020,
  author    = {Maier, Philipp},
  title     = {Synthese und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen sterisch {\"u}berfrachteter Sternmesogene mit hexasubstituiertem Benzolkern und ihrer Wirt-Gast-Mesogene},
  doi       = {10.25972/OPUS-18527},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-185274},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Die vorliegende Dissertation befasst sich mit den Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von sternf{\"o}rmigen Mesogenen mit kontrollierbaren Konformationen in den LC-Phasen. Zun{\"a}chst sollte mithilfe verschiedener Molek{\"u}ldesigns gekl{\"a}rt werden, wie eine Faltung der Arme verhindert werden kann, und somit, ob sternf{\"o}rmige Konformationen in den kolumnaren Packungen realisiert werden k{\"o}nnen. Hierzu wurde erfolgreich eine Bibliothek von dreiarmigen Amidsternen, semiflexiblen Oligoestersternen mit hexasubstituiertem Benzolkern und formtreuen hexasubstituierten Benzolen synthetisiert. Die besondere Herausforderung bei der Darstellung letzterer lag in der C3-Symmetrie der Verbindungen und konnte durch Optimierung der Synthesestrategie mittels aufeinander folgender Wittig-Horner- und Suzuki-Reaktionen in einem divergenten Ansatz gemeistert werden. Ein herausragendes Ergebnis ist die Fl{\"u}ssigkristallinit{\"a}t dieser formtreuen hexasubstituierten Strukturen, wenn sie mindestens neun bzw. zw{\"o}lf periphere Ketten besitzen. Die detaillierte Auswertung der Kolumnendurchmesser mithilfe von {\"a}quatorialen Reflexen sowie der Dichte und der meridionalen Beugungsmuster zeigen, dass lediglich f{\"u}r die formtreuen hexasubstituierten Benzolderivate eine Faltung verhindert werden kann. Intrinsische Freir{\"a}ume (K{\"a}vit{\"a}ten) zwischen den Oligo(phenylenvinylen)-Armen werden durch außergew{\"o}hnliche Dimerenbildung und helikale Packung der Molek{\"u}le kompensiert. In die Kavit{\"a}ten der Trispyridylverbindungen k{\"o}nnen Carbons{\"a}ure-funktionalisierte G{\"a}ste unter Ausbildung von Wasserstoffbr{\"u}cken eingelagert werden. Mit zunehmender Gastkonzentration wird die helikale Dimerphase des Wirts kontinuierlich in eine neue kolumnare Phase von monomeren Supermesogenen ohne helikale Struktur umgewandelt. Da die G{\"a}ste in den Supermesogenen vollst{\"a}ndig von den Oligo(phenylenvinylen)-Armen und den aliphatischen Ketten umschlossen sind, handelt es sich bei der Wirtverbindung erstmals um einen fl{\"u}ssigkristallinen Endorezeptor mit drei Bindungsstellen. Das Sternmesogen mit gr{\"o}ßeren intrinsischen Freir{\"a}umen erm{\"o}glicht die Einlagerung von funktionalen Bausteinen wie z.B. Anthracenchromophoren. Aus Untersuchungen mittels Festk{\"o}rper-NMR- und Fluoreszenzspektroskopie geht hervor, dass sich die Mesophase mit drei Anthraceng{\"a}sten langsam in eine doppelt nanosegregierte Struktur umwandelt, in der intrakolumnar Oligo(phenylenvinylen)-Arme und Anthracene Seite an Seite segregiert stapeln und so segmentierte Kolumnen bilden. Diese Art von doppelter Nanosegregation offenbart das Potential des verwendeten Molek{\"u}ldesigns im Bezug auf die Entwicklung mesomorpher Multikabelstrukturen. Im Vergleich zu den Supermesogenen weisen die analogen Sternverbindungen mit kovalent gebundenen Pseudog{\"a}sten um {\"u}ber 100 °C h{\"o}here Kl{\"a}rpunkte auf, was unter Ber{\"u}cksichtigung der strukturellen {\"A}hnlichkeit der kolumnaren Phasen und der {\"a}hnlichen Mischungsenthalpien in unterschiedlichen Werten der Mischungsentropie begr{\"u}ndet liegen muss. Der Vergleich mit einer 1:3-Mischung ohne spezifische Wirt-Gast-Wechselwirkung best{\"a}tigt in diesem Zusammenhang den Einfluss der Bindungsart der G{\"a}ste auf die Mesophasenstabilit{\"a}t. Die Kl{\"a}rtemperaturen der Sternmesogene lassen sich folglich {\"u}ber die Art der Bindung der Gastmolek{\"u}le kontrollieren. Dies ist vor allem f{\"u}r die Orientierung kolumnarer Phasen in d{\"u}nnen Filmen großer funktionaler Mesogene, die h{\"a}ufig erst bei sehr hohen Temperaturen unter Zersetzung in die isotrope Phase {\"u}bergehen, interessant.},
  subject      = {Thermotroper Fl{\"u}ssigkristall},
  language  = {de}
}