Жидкокристаллические полиэфиры, содержащие фрагменты камфорной кислоты

В последние годы проявляется особый интерес к введению в ЖК-полимеры с мезогенными группами в основной цепи различных алифатических циклов [1], что позволяет значительно улучшить их растворимость и удобных растворителях и понизить температуры фазовых переходов. В эти циклы могут быть включены хиральные центры. Тогда появится возможность получения оптически активных полимеров, холестериков или хиральных смектиков.

Продолжая ранее начатые нами исследования мезогенных свойств фрагмента типа I [2], содержащего варьируемое центральное ядро R и боковые 4-оксибензоатные группы, мы решили в качестве центрального ядра ввести остаток камфорной кислоты.

Ранее было показано, что использование как мономеров дихлорангидридов, структура которых соответствует структуре мезогенного фрагмента, позволяет получать методом высокотемпературной безакцепторной поликонденсации широкий набор ЖК-полиэфиров высокой ММ [2]

Условия синтеза полимеров отрабатывали на рацемических производных. Дихлорангидрид III был получен в условиях, аналогичных условиям получения камфороилхлорида [3]. Поликонденсацией III с гексамети-ленгликолем-1,6, декаметиленгликолем-1,10, хлоргидрохиноном и гидрохиноном были получены соответствующие полиэфиры IVa-r. За исключением поли(га-фенилен-камфороил-бкс-4-оксибензоата) IVr, который не плавится до температуры деструкции, все они имеют низкие температуры размягчения и не обладают ЖК-свойствами (табл. 1).

Поликонденсация камфороилхлорида с хлоргидрохиноном, гидрохиноном и 4,4'-диоксидифенилом также привела к получению полимеров V— VII, не обладающего ЖК-свойствами (табл. 1).

То обстоятельство, что на основе 4,4'-диоксидифенила и различных алифатических кислот Кригбаум с сотр. подучил широкий набор ЖК-полиэфиров [4], позволяло надеяться получить ЖК-сополиэфиры сополиконденсацией 4,4'-диоксидифенила, камфороилхлорида и соответствующего алифатического дихлорангидрида. Нами был выбран дихлорангидрид пимелиновой кислоты, так как было известно, что его гомополимер с 4,4'-диоксидифенилом образует нематический тип мезофазы. Следовательно, при введении хиральной добавки можно было получить холестерический тип мезофазы [5]. В качестве хирального компонента нами был использован L-камфороилхлорид и в результате получен набор ЖК-со полимеров VIII (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость температур фазовых переходов от состава сополиэфиров VIII: 1 и 2 — температуры плавления и изотропизации

Рис. 2. Спектр кругового дихроизма пленки сополиэфира VIH-10

Все сополиэфиры VIII, обладающие ЖК-свойствами, при охлаждении из изотропного расплава образуют планарную текстуру, которую удается «заморозить» в пленке при быстром охлаждении. Планарная текстура сополиэфиров VIII с х>0,5 отражает свет в видимой области (голубой), что часто наблюдается у низкомолекулярных холестеринов [6]. Нами были сняты спектры кругового дихроизма (КД) полученных пленок (рис. 2). Эти спектры по форме аналогичны полученным Кригбаумом и Ватапабе для пленок сополиэфиров 4,4'-диоксидифенила, 3-метиладипи-новой кислоты и алифатических дикарбоновых кислот [7].

Мы полагаем, однако, что следует с осторожностью связывать наблюдаемый спектр только с круговым дихроизмом, вызванным (закрученной) холестерической структурой пленок, так как сама планарная текстура является двулучепреломляющей и обладает свойствами двуосного кристалла. Об этом свидетельствует изменение кругового дихроизма при повторном снятии спектра одной и той же пленки. В то же время постоянство длины волны максимума спектра КД свидетельствует о том, что основ ной вклад в явление кругового дихроизма вносит планарная холестерическая текстура.