Complementary C₃-Symmetric Donor−Acceptor Components:  Cocrystal Structure and Control of Mesophase Stability

Abstract

The overlap of pi-complementary planar organic frameworks is used to direct the assembly of extended columns of alternating donor and acceptor units. The electron-rich partner, hexaalkoxytriphenylene, is a familiar mesogen, while the electron-accepting complement is mellitic triimide, a new C(3)-symmetric building block that may be readily alkylated at its periphery without compromising its electron-accepting ability. A cocrystal of examples of the two components demonstrates pi-facial overlap of the complementary aromatic surfaces. Preparation of a series of alkylated derivatives of each component allowed the study of an array of 1:1 stoichiometry mixtures. For the optimum donor-acceptor organized mesophases within this grid, temperature stability ranges of well over 100 degrees C are observed, some of which extend below room temperature. X-ray analysis confirms the formation of hexagonally packed, alternating, donor-acceptor columns within each of the observed mesophases. The dramatic effect on mesophase formation and stability engendered via donor-acceptor organization within discrete columns is discussed in terms of the interplay of forces leading to mesophase formation, and the potential to tune mesophase characteristics via manipulation of these factors.

Diskotische Flüssigkristalle: Von der maßgeschneiderten Synthese zur Kunststoffelektronik

“…Park und Mitarbeiter untersuchten komplementäre C 3 -symmetrische Donor-Akzeptor-Komponenten, die auf elektronenreichen mesogenen Hexaalkoxytriphenylenen 35 und elektronenarmen nichtmesogenen Tri-n-alkylmellitsäuretriimiden 175 beruhen (Schema 74). [263] Eine Röntgenkristallstrukturanalyse von Tri-n-butylmellitsäuretriimid 175 a und Hexahydroxytriphenylen 42 (Schema 16) verdeutlichte diskrete Akzeptor-Donor-Akzeptor-Triaden mit vollständiger Überlappung der p-Systeme (Abbildung 42).…”

Ausgeprägte supramolekulare Ordnung in diskotischen Donor‐Acceptor‐Mischungen

“…Aufwändige Untersuchungen von Mischungen aus Triphenylen als Donor und Trinitrofluorenonen, [2,3] Azatriphenylenen [4,5] oder benzoiden Triimiden [6] als Acceptor ergaben, dass äquimolare Anteile beider Komponenten zu einer alternierenden Stapelung der zwei unterschiedlichen Moleküle innerhalb der Kolumnen führten. Als Folge zeigten die supramolekularen Strukturen sowohl eine erhöhte Stabilität als auch eine beträchtlich höhere Ladungsträgerbeweglichkeit im Vergleich zu den Einzelkomponenten.…”

“…B. Van-der-Waals-Bindungen) zwischen den Molekülen und der Oberfläche maximiert werden. Andererseits könnte wie bei HBC-C 10,6 (1) und HBC-C 14,10 [14] ein großer sterischer Anspruch der Seitenketten nahe am aromatischen Kern, ausgelöst durch die Rotation der Seitenkette um die b-Position, eine Annäherung der Moleküle an die Oberfläche verhindern. Der sterische Einfluss der Alkyl-Substituenten führte bei HBC-C 10,6 (1) zur Bildung von Defekten und bei HBC-C 14,10 zu einer parallelen Ausrichtung der kolumnaren Achse relativ zur Substratoberfläche.…”

Columnar and Smectic Liquid Crystals Based on Crown Ethers

“…Keywords: columnar liquid crystals · crown compounds · mesophases · smectic liquid crystals · structure elucidation have been dimesogens, [8] metallomesogens, [10] donor-acceptor complexes, [11,12] and hydrogen-bonded systems. [14,15] It has recently been shown that the solid-state structure of tetraethyl perylene 3,4,9,10-tetracarboxylate displays similar packing behavior to the hexagonal columnar mesophase of this compound.…”