Жидкокристаллические полиэфиры, содержащие фрагменты камфорной кислоты

Рис. 3. Спектры поглощения и кругового димольхроизма растворов полимеров VII (1), VIII-1, (2), VI1I-10 (3) и VIII-4 (4) в хлороформе (о) и диоксане (б)

Рис. 4. Спектры кругового дихроизма полимера VIII-10 в различных растворителях: 1 — 100%-ный хлороформ; 2 — 50% хлороформа+ + 50% диоксана; 3 — 22% хлороформа+ 78% диокеана; 4 — 100% диоксана

Нами были исследованы хироптические свойства сополиэфиров VIII в растворе (табл. 2). Нелинейная зависимость величины мольного оптического вращения от состава, вероятно, определяется различной ММ этих сополиэфиров [8]. Спектры КД растворов сополиэфиров VIII приведены на рис. 3. Обращает на себя внимание сильное влияние растворителя. Для подобных алкиленароматических полиэфиров хлороформ — более хороший растворитель, чем диоксан [9]. В то же время фрагмент камфорной кислоты, как об этом можно судить на основании величин характеристической вязкости и ММ (табл. 2), является более «гибкой» развязкой, чем фрагмент пимелиновой кислоты. Величина КД в случае сополимеров VIII с большим содержанием фрагментов камфорной кислоты (^55%) не зависит от растворителя и прямо пропорциональна содержанию этих фрагментов. Вероятно, она определяется в основном дисимметричным окружением бифенильного хромофора. Резкое изменение величины КД происходит при переходе от хлороформа к диоксану для сополимера VII-10 с £=0,52, что, вероятно, обусловлено изменением конформации полимера, вызванного ухудшением качества растворителя. Эти изменения происходят в широком диапазоне соотношений хлороформ — диоксан (рис. 4) и отражают усредненное влияние растворителя на конформацию макромолекул. Сополимер, содержащий 23% камфорной кислоты, растворяется в диоксане настолько плохо, что нам не удалось получить его истинный спектр КД (опалесцирующие растворы этого полимера проявляют аномальный КД, характерный для агрегирующих систем [10]).

Таким образом, конформация макромолекулы с мезогенными группами в основной цепи определяется соотношением качества растворителя и «гибкости» развязки и может изменяться от статического клубка [11] до конформации упорядоченной [ 12].

Вязкость полученных полимеров измеряли на вискозиметре типа Уббелоде. Мп находили методом ИТЭК на приборе «Hitachi—Perkin—Elmer» модели 115 в хлороформе. Температуры фазовых переходов определяли на столике для определения температуры плавления «Боэтиус» с поляризационным микроскопом. Спектры ПМР снимали на приборах «JEOL C60L» (60 МГц) и «Tesla BS-497» (100 МГц). Оптическое вращение определяли на спектрополяриметре «Pepol-бО» (Великобритания) для растворов концентрацией 0,1-0,5 мг/мл в CF3COOH. Спектры УФ и КД записывали на приборах «Specord UV-VIS» и «Магк III» (Франция) для растворов с концентрацией 0,01—0,05 мг/мл в диоксане.

Камфороил-бис-4-оксибензойную кислоту (II) получали следующим образом. К раствору 72,5 г (0,53 моля) α-оксибензойной кислоты в 600 мл 1 н. NaOH в течение 30 мин при перемешивании прикапывали раствор 60 г (0,25 моля) камфороил хлорида в 200 мл четыреххлористого углерода. Затем при комнатной температуре раствор перемешивали еще 5 ч, следя за тем, чтобы рН не опускался ниже 8. Затем раствор подкисляли НС1 до рН 5 и отфильтровывали выпавший осадок. Его дважды перекристаллизовывали из воды и высушивали. Полученный продукт представлял собой кристаллогидрат II с одной молекулой воды. Выход 12,5 г (11%); Гпл=177-178°. Спектр ПМР (100 МГц) в ацетоне-de. б, м. д.: а - 8,06 (4Н); б - 7,18 (4Н); в -1,19-1,09 (6Н); г-0,76 (ЗН); 9-3,15-1,0 (5Н).

Вычислено, %: С 63,43; Н 4,88. С24Н22 09. Найдено, %: С 63,37; Н 4,82.

Дихлорангидрид камфороил-бис-4-оксибензойной кислоты (III) получали следующим образом. 12,5 г (0,027 моля), 11,8 г (0,20 моля) РС15 в 50 мл абс. петролейного эфира нагревали при 40° 3 ч до прекращения выделения газа. Затем отгоняли эфир в хлорокись фосфора. Оставшаяся прозрачная желтовая жидкость представляла собой искомый продукт. Выход 10,4 г (81%). Спектр ПМР (100 МГц) в CDCU 8 (м.д.): о-8,08 (ЗН); 6-7,20 (4Н); в - 1,19; 1,09 (6Н); г - 0,86 (ЗН); д - 3,15-1,0 (5Н). Для поликонденсации в пробирку помещали эквимольные количества диола и дихлорангидрида (по 0,002 моля) в 4 мл дифенилоксида, в течение 15 мин продували аргоном, помещали в масляную баню, нагретую до 160°, и в токе аргона нагревали в течение 2,5 ч. Затем полимер высаждали в толуол, фильтровали и дважды переосаждали из хлороформа или смеси CF3COOH: СНС1з (1:1 по объему) в метанол. Выход полимеров 95-98%.