Unusual ordering of a dioxyethylene chain in dialkoxy laterally substituted nematogen as evidenced by ¹³C NMR

¹ Laboratoire de Chimie Structurale Organique, Université Parix XI, URA 1384, bâtiment 410, 91405 Orsay cedex, France
² Institute for Molecular Science, Myodaiji, Okazaki 444, Japan

Abstract

We report the synthesis of a liquid crystalline compound containing four rings in the main core, two lateral hexyloxy chains and a terminal dioxyethylene methyl ether chain. This compound presents a wide nematic range starting from room temperature. The ordering of the chains has been studied by ¹³C NMR in the liquid crystalline phase. The ¹³C chemical shifts proved folding back of the lateral chains along the main core, and extended conformation of the dioxyethylene chain. The values of order parameters were derived from the transient oscillations of ¹³C magnetization observed during variable contact-time cross-polarization experiments. For the dioxyethylene chain, the order parameters decrease monotonically along the chain without exhibiting odd-even oscillation and are noticeably smaller than those found in terminal alkoxy chains. These effects are interpreted by the change in geometrical and conformational characteristics of the dioxyethylene chain.

Résumé

Nous décrivons la synthèse d'un composé mésogène contenant quatre cycles aromatiques dans le cœur central, deux chaînes latérales de type hexyloxy et une chaîne terminale de type mono ester méthylique du dioxyéthylène. Ce composé présente un large domaine nématique à partir de la température ambiante. L'ordre orientationnel des chaînes a été mesuré par RMN ¹³C dans l'état nématique. L'évolution des déplacements chimiques ¹³C sur l'échantillon statique indique que les chaînes latérales sont repliées dans la direction du long axe moléculaire, et que la chaîne dioxyéthylène est orientée suivant cette même direction. Les valeurs des paramètres d'ordre ont été obtenues en analysant les oscillations transitoires pendant la montée de l'aimantation en utilisant une séquence classique de polarisation croisée. Pour la chaîne dioxyéthylène, ces valeurs décroissent de manière monotone sans présenter l'alternance habituelle pour les positions paires ou impaires des atomes dans la chaîne. De plus, ces valeurs sont relativement plus faibles que celles trouvées dans les mésogènes classiques. Ces effets donnent une indication sur la modification des caractéristiques géométriques et conformationelles le long de la chaîne dioxyéthylène.